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高中人教版 (2019)第2节 基因表达与性状的关系综合训练题
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这是一份高中人教版 (2019)第2节 基因表达与性状的关系综合训练题，共9页。
知识点1 基因表达产物与性状的关系
1.白化病与镰状细胞贫血是两种常见的人类遗传病，发病机理如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
A．由上图可知，基因1和基因2的遗传遵循基因的自由组合定律
B．白化病的发病概率高于镰状细胞贫血
C．上图中两种基因控制生物性状的方式不相同
D．白化病患者的细胞中有基因控制酶合成的过程，但镰状细胞贫血患者的细胞中没有基因控制酶合成的过程
知识点2基因的选择性表达与细胞分化
2.根据表中基因1和基因2的表达产物，判断下列相关叙述正确的是( )
A.人体体细胞中，RNA1和RNA2不可能同时存在
B.人体体细胞中，RNA1和RNA2一定同时存在
C．基因1通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
D.基因1和基因2的表达过程所需的能量只能由线粒体提供
3．下列有关细胞分化的分析中错误的是( )
A.在个体发育过程中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型
B.从细胞器水平分析，细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果
C.细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异，导致细胞的形态和功能各不相同
D.从蛋白质角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果，这是细胞分化的直接原因
知识点3表观遗传
4.同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关，不考虑基因突变，下列有关叙述错误的是( )
A．同卵双胞胎的不同体细胞中核基因相同
B．同卵双胞胎同一基因的表达程度可能不同
C．甲基化的DNA传递给下一代仍可能存在甲基化
D.DNA的甲基化仅通过影响翻译过程进而影响表型
5．下列关于表观遗传的说法不正确的是( )
A．表观遗传的分子生物学基础是DNA的甲基化等
B.表观遗传现象中，生物表型发生变化是由于基因的碱基序列改变
C．表观遗传现象与外界环境关系密切
D．表观遗传现象在生物体的生长发育过程中普遍存在
关键能力综合练
6．下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是( )
A.两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同
B．某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的
C．O型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决定的
D．高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定的
7．下列关于基因与性状之间的关系的叙述错误的是( )
A．基因与性状是一一对应的关系
B．基因可通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状
C．基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状
D．生物性状既受基因的控制，也受环境条件的影响
8．白化病和黑尿病都是因酶缺陷引起的分子遗传病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸，排出的尿液因含有尿黑酸，遇空气后氧化变黑。如图表示人体内与之相关的一系列生化过程，据图分析下列叙述不正确的是( )
A．酶A不能合成一定会导致白化病
B．酶D不能合成会导致黑尿病
C．白化病和黑尿病说明基因通过控制酶的合成间接控制生物体性状
D．图中代谢过程可说明一个基因可影响多个性状，一个性状也可受多个基因控制
9．如图为基因与性状的关系示意图，据图判断错误的是( )
A．一种基因可以影响和控制多种性状
B．多种基因可以影响和控制一种性状
C．所有基因都能控制表现出相应的性状
D．图中的产物可以是酶、激素或者抗体等
10．下列关于基因、蛋白质与性状的关系的描述中，正确的是( )
A．皱粒豌豆种子中，编码淀粉分支酶的基因被打乱，导致淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，淀粉含量低而蔗糖含量高
B．人类白化病症状是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状来实现的
C．一个基因一定对应相应的蛋白质
D．囊性纤维化患者中，编码CFTR蛋白的基因增添了3个碱基，导致蛋白质结构异常
11．结合基因与性状的对应关系。判断下列说法正确的是( )
①生物的大多数性状受核基因控制
②一个基因只能控制一种性状
③有些性状是由多个基因决定的
④基因型相同的个体表型一定相同
⑤表型相同的个体基因型不一定相同
A．①②③ B．②③④
C．③④⑤ D．①③⑤
12．(不定项)下列有关基因表达的叙述，错误的是( )
A．基因通过指导蛋白质的合成而使遗传信息得到表达
B．细胞中的基因都通过指导蛋白质的合成进行了表达
C．蛋白质合成旺盛的体细胞中，核DNA多，mRNA也多
D．细胞出现生理功能上稳定的差异，直接原因是基因表达的差异
13．(不定项)如图表示同一个体的5种细胞中5种基因的表达情况，下列分析正确的是( )
A．此图能说明细胞分化的本质
B．基因b可能控制RNA聚合酶的合成
C．细胞中mRNA差异最大的是细胞2和4
D．一般来说，这5种细胞的核遗传物质相同
14．(不定项)某哺乳动物背部的皮毛颜色由基因A1、A2和A3控制，且A1、A2和A3任何两个基因组合在一起，各基因都能正常表达，如图表示基因对背部皮毛颜色的控制关系。下列说法正确的是( )
A．体现了基因可以通过控制酶的合成来控制生物性状
B．该动物种群中关于体色的纯合子有3种
C．分析图可知，该动物体色为白色的个体一定为纯合子
D．若一白色雄性个体与多个黑色异性个体交配的后代有三种毛色，则其基因型为A2A3
15．(不定项)如图表示红色面包霉通常通过一套酶系统将原料合成它自身的氨基酸。根据图作出的合乎逻辑的假设是( )
A．酶A催化由原料形成鸟氨酸的反应
B．若基因B不存在，则鸟氨酸可直接形成精氨酸
C．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
D．若基因B被破坏，则向培养基中加入酶B，面包霉仍能存活
16．如图甲为基因对性状的控制过程，图乙表示细胞内合成某种酶的一个阶段。据图回答下列问题：
(1)图甲中基因1和基因2________(填“可以”或“不可以”)存在于同一细胞中。
(2)图乙中①②③含有五碳糖的有________。决定丝氨酸(Ser)的密码子对应的DNA模板链上的三个碱基是________。若Gly是该多肽的最后一个氨基酸，则该多肽的终止密码子是________。
(3)图甲中a和b所示的过程在生物学上分别称为________和________，图甲中最终形成的蛋白质不同的根本原因是________________________。原核生物发生a过程的场所在________。
(4)图甲中基因1是通过控制________直接控制人的性状。若基因2不能表达，则人会患________病，说明基因还可以通过控制________________，从而间接控制人的性状。
17．表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变，DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子(是RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列)上存在富含双核苷酸“CG”的区域。称为“CG岛”，其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5－甲基胞嘧啶，但它仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种 DNA 甲基化酶(如图1所示)，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化。(说明：甲基为—CH3)
(1)由上述材料可知，DNA甲基化________(填“会”或“不会”)改变基因转录产物的碱基序列。
(2)由于图2中过程①的方式是________，所以其产物都是________(填“半”或“全”)甲基化的，因此过程②必须经过________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(3)研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制____________________。
(4)小鼠的A基因编码胰岛素生长因子－2(IGF－2)，a基因无此功能(A、a位于常染色体上)。IGF－2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A及a表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的表型应为________。F1雌雄个体间随机交配，后代F2的表型及其比例应为________________。
(5)5－氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA 可能的作用机制之一是：AZA在________过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是：AZA与“CG岛”中的________竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基。
18．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。
注：25℃为正常温度，且幼虫A和B的基因型相同。
(1)这个实验说明基因与性状是怎样的关系：________________。
(2)果蝇B的残翅性状________(填“能”或“不能”)遗传，原因是
________________________________________________________________________。
(3)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，如何判断它是否是表型模拟？请设计鉴定方案，写出方法步骤及结果分析。
实验设计：
a.________________________________________________________________________；
b.________________________________________________________________________。
结果分析：
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
第2节 基因表达与性状的关系
1．答案：C
解析：若基因1与基因2位于两对同源染色体上，则其遗传遵循基因的自由组合定律，如果位于一对同源染色体上则其遗传不遵循自由组合定律，A错误；从图中不能分辨白化病与镰状细胞贫血的发病概率高低，B错误；基因1通过控制酶的合成控制代谢过程间接控制生物体的性状，基因2通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，C正确；各种活细胞中都需要酶来催化化学反应的进行，都有基因控制酶合成的过程，D 错误。
2．答案：C
解析：红细胞内能合成血红蛋白和呼吸酶，所以人体体细胞中，RNA1和RNA2可能同时存在，A错误；基因的表达具有选择性，呼吸酶普遍存在于生物体的细胞中，而血红蛋白只存在于红细胞内，所以人体体细胞中，RNA1和RNA2不一定同时存在，B错误；血红蛋白是一种结构蛋白，说明基因1通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，C正确；基因1和基因2的表达过程所需的能量可由细胞质基质和线粒体提供，D错误。
3．答案：C
解析：在细胞分化的过程中，细胞会在形态、结构等方面发生稳定性差异，故能够增加细胞的类型，A正确；在细胞分化的过程中，细胞的功能会出现差异，细胞器的种类、数目均会发生改变，B正确；在细胞分化的过程中，各种细胞的核遗传物质不发生改变，C错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，故蛋白质种类、数量的改变是细胞分化的直接原因，D正确。
4．答案：D
解析：同卵双胞胎由同一个受精卵细胞发育而来，因此不同体细胞中核基因相同，A正确；同卵双胞胎细胞中的核基因相同，但是同卵双胞胎具有的微小差异与表观遗传有关，因此同一基因的表达程度可能不同，B正确；表观遗传中DNA发生甲基化修饰可以遗传给后代，属于可遗传的变异，C正确；DNA的甲基化导致甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，因此它是通过影响转录过程影响表型，D错误。
5．答案：B
解析：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。这一现象出现的原因是DNA的甲基化、染色体上的组蛋白发生甲基化等，A正确、B错误；外界环境会引起细胞中DNA甲基化水平变化，从而引起表观遗传现象的出现，C正确；表观遗传现象在生物体的生长发育过程中普遍存在，D正确。
6．答案：D
解析：基因型完全相同的两个人，可能会由于营养等环境因素的差异导致身高不同，反之，基因型不同的两个人，也可能因为环境因素导致身高相同，A正确；在缺光的环境中，绿色幼苗由于叶绿素合成受影响而变黄，B正确；O型血夫妇的基因型均为ⅱ，两者均为纯合子，所以后代基因型仍然为ⅱ，表现为O型血，这是由遗传因素决定的，C正确；高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，是由于亲代是杂合子，子代出现了性状分离，是由遗传因素决定的，D错误。
7．答案：A
解析：基因与性状之间不是简单的一一对应的关系，如人的身高是由多对基因控制的，A错误；基因对性状的控制方式：①基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢，进而间接控制生物的性状，如白化病、豌豆的粒形；②基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状，如镰状细胞贫血、囊性纤维化，B、C正确；生物的性状表现由基因决定，同时受环境条件影响，D正确。
8．答案：A
解析：通过图示可知，没有酶B，不能合成黑色素，才会导致白化病，故酶A不能合成不一定会导致白化病，A错误；通过图示可知，没有酶D，不能合成乙酰乙酸，会导致黑尿病，B正确；白化病和黑尿病都是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状，C正确；图中代谢过程可知酶A缺乏可影响多个性状，即一个基因可影响多个性状，同时尿黑酸的合成受多个基因控制，即一个性状也可受多个基因控制，D正确。
9．答案：C
解析：由题图可知，性状a、b、c、d受同一种基因产物影响，说明一种基因可以影响和控制多种性状，A正确；性状e受三种基因产物影响，表明多种基因可以影响和控制一种性状，B正确；生物的性状除了受基因控制外，还受环境条件的影响，并非所有基因都能控制表现出相应的性状，C错误；多数酶、有些激素和抗体是蛋白质，可以是基因表达的产物，D正确。
10．答案：A
解析：皱粒豌豆中，编码淀粉分支酶的基因被打乱，导致淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，淀粉含量低而蔗糖含量高，A正确；人类白化病症状是基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物体的性状，B错误；基因不一定对应相应的蛋白质，如rRNA和tRNA对应的基因，C错误；囊性纤维化患者中编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基，导致蛋白质结构异常，D错误。
11．答案：D
解析：基因通常是具有遗传效应的DNA片段，DNA主要在细胞核中，故生物的大多数性状受核基因控制，①正确；大多数情况下，一个基因控制一个性状，有时一个基因也可能影响多个性状，②错误；大多数情况下，一个基因控制一个性状，有时一个性状受多个基因的控制，③正确；表型由基因型和环境共同决定，基因型相同的个体表型不一定相同，④错误；表型相同的个体基因型不一定相同，如AA和Aa都表现为高茎，⑤正确。
12．答案：BCD
解析：基因通过指导蛋白质的合成而使遗传信息得到表达，A正确；细胞中的基因不一定通过指导蛋白质的合成进行表达，如转录形成tRNA和rRNA的基因，B错误；蛋白质合成旺盛的体细胞中，核DNA不变，mRNA量增多，C错误；成熟细胞中的基因进行了选择性表达是细胞出现生理功能上稳定差异的根本原因，直接原因是合成了特定的蛋白质，D错误。
13．答案：ABD
解析：题图显示，同一个体的5种细胞中基因表达的情况有差异，说明基因在不同细胞中选择性表达，体现了细胞分化的本质，A正确；5种细胞中都有相关基因表达，基因表达的转录过程中有RNA聚合酶参与，说明5种细胞中都有RNA聚合酶，基因b在5种细胞中都表达了，故其可能是控制RNA聚合酶合成的基因，B正确；细胞2和4中mRNA有2种不同，而3和4中mRNA有4种不同，C错误；5种细胞均来源于同一个受精卵，故它们细胞核中的遗传物质通常是相同的，D正确。
14．答案：ABD
解析：由图知，基因A1、A2和A3分别控制酶1、酶2和酶3的合成，进而控制该动物的体色，能体现基因通过控制酶的合成来控制代谢从而控制性状，A正确；A1、A2和A3任何两个基因组合在一起，各基因都能正常表达，因此该动物种群中关于体色的纯合子有3种：A1A1、A2A2、A3A3，B正确；图中信息显示：只要缺乏酶1，体色就为白色，因此白色个体的基因型有A2A2、A3A3和A2A3三种，而A2A3属于杂合子，C错误；黑色个体的基因型只能是A1A3，该白色雄性个体与多个黑色异性个体交配，后代中出现的棕色个体的基因型为A1A2，说明该白色个体必定含有A2基因，其基因型为A2A2或A2A3，若为A2A2，子代只能有棕色(A1A2)和白色(A2A3)两种类型，与题意不符，若为A2A3，则子代有棕色(A1A2)、黑色(A1A3)和白色(A2A3、A3A3)三种类型，与题意相符，D正确。
15．答案：ACD
解析：分析题图可知，在酶A的催化作用下原料转化为鸟氨酸，A正确；酶B催化鸟氨酸转化为瓜氨酸，然后瓜氨酸在酶C的催化下转化为精氨酸，若基因B不存在，则酶B不能合成，鸟氨酸不能直接形成精氨酸，B错误；基因A被破坏，则该面包霉不能合成鸟氨酸，但在培养基中加入鸟氨酸后，面包霉可利用加入的鸟氨酸合成瓜氨酸、精氨酸，所以面包霉仍能存活，C正确；若基因B被破坏，不能合成酶B，加入酶B后，仍可保证精氨酸的合成，D正确。
16．答案：(1)可以 (2)①②③ AGC UAG (3)转录 翻译 基因不同(或DNA中碱基序列不同) 拟核 (4)蛋白质的结构 白化 酶的合成来控制代谢过程
解析：(1)同一个体的不同体细胞均由同一个受精卵经过有丝分裂和细胞分化形成，含有的基因与受精卵相同，因此图甲中基因1和基因2可以存在于同一细胞中。(2)图乙中①、②、③分别表示核糖体、tRNA、mRNA，其中核糖体由蛋白质和rRNA组成，RNA含有的五碳糖是核糖，因此①②③都含有五碳糖。分析图乙可知，决定丝氨酸(Ser)的密码子为UCG，因此对应的DNA模板链上的三个碱基是AGC；终止密码子不编码氨基酸，若Gly是该多肽的最后一个氨基酸，则该多肽的终止密码子是UAG。(3)图甲中基因通过转录过程合成出RNA，RNA再通过翻译过程合成出蛋白质，故a和b所示的过程在生物学上分别称为转录和翻译。最终形成的蛋白质不同的根本原因是基因不同(或DNA中碱基序列不同)，原核生物发生a过程(转录)的场所在拟核。(4)血红蛋白为结构蛋白，可见图甲中基因1是通过控制蛋白质的结构直接控制人的性状的。若基因2不能表达，则人体就不能合成酪氨酸酶，人体缺乏酪氨酸酶，酪氨酸就不能形成黑色素，所以人会患白化病，此例说明基因还可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制人的性状。
17．答案：(1)不会 (2)半保留复制 半 维持甲基化酶 (3)基因的表达 (4)全部正常 正常∶矮小＝1∶1
(5)DNA复制 胞嘧啶(C)
解析：(1)DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一，而表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变，所以DNA甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列。(2)图2中过程①的模板链都含甲基，而复制后都只含一个甲基，说明过程①的方式是半保留复制，所以其产物都是半甲基化的。因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。(3)由于RNA聚合酶与启动子结合，催化基因进行转录。研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响RNA聚合酶与启动子的结合，不能合成mRNA，从而抑制基因的表达。(4)由于在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，所以纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的表型应为全部正常。由于卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达，精子中的A及其等位基因由于启动子非甲基化而表达，并且含A的精子∶含a的精子＝1∶1，所以F1雌雄个体间随机交配，则F2的表型及其比例应为正常∶矮小＝1∶1。(5)5－氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是：AZA在DNA复制过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是：由于胞嘧啶在发生甲基化后转变成5－甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对，所以AZA与“CG岛”中的胞嘧啶竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。
18．答案：(1)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
(2)不能 果蝇B的残翅性状是由环境造成的，其遗传物质并没有改变，因此属于不可遗传变异
(3)让这只残翅果蝇与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 使其后代在正常温度条件下发育 若后代均为残翅果蝇，则该果蝇为纯合子(vv) 若后代有长翅果蝇出现，则说明该果蝇为表型模拟
解析：(1)由于两组果蝇的基因型相同，而所处的温度不同，导致表型也不同，这个实验说明基因与性状的关系是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。(2)由题意可知，果蝇B的残翅性状是由环境造成的，其遗传物质并没有改变，因此属于不可遗传变异，此性状是不能遗传的。(3)用该未知基因型的残翅果蝇与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，并将孵化出的幼虫放在25 ℃条件下培养。后代如果全为残翅果蝇，则该残翅果蝇的基因型为vv，是纯合子；若后代有长翅果蝇出现，则说明该果蝇为表型模拟。基因
转录产物
翻译产物
基因1
RNA1
血红蛋白
基因2
RNA2
呼吸酶
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后培养
残翅果蝇
知识点1 基因表达产物与性状的关系
1.白化病与镰状细胞贫血是两种常见的人类遗传病，发病机理如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
A．由上图可知，基因1和基因2的遗传遵循基因的自由组合定律
B．白化病的发病概率高于镰状细胞贫血
C．上图中两种基因控制生物性状的方式不相同
D．白化病患者的细胞中有基因控制酶合成的过程，但镰状细胞贫血患者的细胞中没有基因控制酶合成的过程
知识点2基因的选择性表达与细胞分化
2.根据表中基因1和基因2的表达产物，判断下列相关叙述正确的是( )
A.人体体细胞中，RNA1和RNA2不可能同时存在
B.人体体细胞中，RNA1和RNA2一定同时存在
C．基因1通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
D.基因1和基因2的表达过程所需的能量只能由线粒体提供
3．下列有关细胞分化的分析中错误的是( )
A.在个体发育过程中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型
B.从细胞器水平分析，细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果
C.细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异，导致细胞的形态和功能各不相同
D.从蛋白质角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果，这是细胞分化的直接原因
知识点3表观遗传
4.同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关，不考虑基因突变，下列有关叙述错误的是( )
A．同卵双胞胎的不同体细胞中核基因相同
B．同卵双胞胎同一基因的表达程度可能不同
C．甲基化的DNA传递给下一代仍可能存在甲基化
D.DNA的甲基化仅通过影响翻译过程进而影响表型
5．下列关于表观遗传的说法不正确的是( )
A．表观遗传的分子生物学基础是DNA的甲基化等
B.表观遗传现象中，生物表型发生变化是由于基因的碱基序列改变
C．表观遗传现象与外界环境关系密切
D．表观遗传现象在生物体的生长发育过程中普遍存在
关键能力综合练
6．下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是( )
A.两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同
B．某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的
C．O型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决定的
D．高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定的
7．下列关于基因与性状之间的关系的叙述错误的是( )
A．基因与性状是一一对应的关系
B．基因可通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状
C．基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状
D．生物性状既受基因的控制，也受环境条件的影响
8．白化病和黑尿病都是因酶缺陷引起的分子遗传病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸，排出的尿液因含有尿黑酸，遇空气后氧化变黑。如图表示人体内与之相关的一系列生化过程，据图分析下列叙述不正确的是( )
A．酶A不能合成一定会导致白化病
B．酶D不能合成会导致黑尿病
C．白化病和黑尿病说明基因通过控制酶的合成间接控制生物体性状
D．图中代谢过程可说明一个基因可影响多个性状，一个性状也可受多个基因控制
9．如图为基因与性状的关系示意图，据图判断错误的是( )
A．一种基因可以影响和控制多种性状
B．多种基因可以影响和控制一种性状
C．所有基因都能控制表现出相应的性状
D．图中的产物可以是酶、激素或者抗体等
10．下列关于基因、蛋白质与性状的关系的描述中，正确的是( )
A．皱粒豌豆种子中，编码淀粉分支酶的基因被打乱，导致淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，淀粉含量低而蔗糖含量高
B．人类白化病症状是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状来实现的
C．一个基因一定对应相应的蛋白质
D．囊性纤维化患者中，编码CFTR蛋白的基因增添了3个碱基，导致蛋白质结构异常
11．结合基因与性状的对应关系。判断下列说法正确的是( )
①生物的大多数性状受核基因控制
②一个基因只能控制一种性状
③有些性状是由多个基因决定的
④基因型相同的个体表型一定相同
⑤表型相同的个体基因型不一定相同
A．①②③ B．②③④
C．③④⑤ D．①③⑤
12．(不定项)下列有关基因表达的叙述，错误的是( )
A．基因通过指导蛋白质的合成而使遗传信息得到表达
B．细胞中的基因都通过指导蛋白质的合成进行了表达
C．蛋白质合成旺盛的体细胞中，核DNA多，mRNA也多
D．细胞出现生理功能上稳定的差异，直接原因是基因表达的差异
13．(不定项)如图表示同一个体的5种细胞中5种基因的表达情况，下列分析正确的是( )
A．此图能说明细胞分化的本质
B．基因b可能控制RNA聚合酶的合成
C．细胞中mRNA差异最大的是细胞2和4
D．一般来说，这5种细胞的核遗传物质相同
14．(不定项)某哺乳动物背部的皮毛颜色由基因A1、A2和A3控制，且A1、A2和A3任何两个基因组合在一起，各基因都能正常表达，如图表示基因对背部皮毛颜色的控制关系。下列说法正确的是( )
A．体现了基因可以通过控制酶的合成来控制生物性状
B．该动物种群中关于体色的纯合子有3种
C．分析图可知，该动物体色为白色的个体一定为纯合子
D．若一白色雄性个体与多个黑色异性个体交配的后代有三种毛色，则其基因型为A2A3
15．(不定项)如图表示红色面包霉通常通过一套酶系统将原料合成它自身的氨基酸。根据图作出的合乎逻辑的假设是( )
A．酶A催化由原料形成鸟氨酸的反应
B．若基因B不存在，则鸟氨酸可直接形成精氨酸
C．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
D．若基因B被破坏，则向培养基中加入酶B，面包霉仍能存活
16．如图甲为基因对性状的控制过程，图乙表示细胞内合成某种酶的一个阶段。据图回答下列问题：
(1)图甲中基因1和基因2________(填“可以”或“不可以”)存在于同一细胞中。
(2)图乙中①②③含有五碳糖的有________。决定丝氨酸(Ser)的密码子对应的DNA模板链上的三个碱基是________。若Gly是该多肽的最后一个氨基酸，则该多肽的终止密码子是________。
(3)图甲中a和b所示的过程在生物学上分别称为________和________，图甲中最终形成的蛋白质不同的根本原因是________________________。原核生物发生a过程的场所在________。
(4)图甲中基因1是通过控制________直接控制人的性状。若基因2不能表达，则人会患________病，说明基因还可以通过控制________________，从而间接控制人的性状。
17．表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变，DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子(是RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列)上存在富含双核苷酸“CG”的区域。称为“CG岛”，其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5－甲基胞嘧啶，但它仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种 DNA 甲基化酶(如图1所示)，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化。(说明：甲基为—CH3)
(1)由上述材料可知，DNA甲基化________(填“会”或“不会”)改变基因转录产物的碱基序列。
(2)由于图2中过程①的方式是________，所以其产物都是________(填“半”或“全”)甲基化的，因此过程②必须经过________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(3)研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制____________________。
(4)小鼠的A基因编码胰岛素生长因子－2(IGF－2)，a基因无此功能(A、a位于常染色体上)。IGF－2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A及a表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的表型应为________。F1雌雄个体间随机交配，后代F2的表型及其比例应为________________。
(5)5－氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA 可能的作用机制之一是：AZA在________过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是：AZA与“CG岛”中的________竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基。
18．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。
注：25℃为正常温度，且幼虫A和B的基因型相同。
(1)这个实验说明基因与性状是怎样的关系：________________。
(2)果蝇B的残翅性状________(填“能”或“不能”)遗传，原因是
________________________________________________________________________。
(3)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，如何判断它是否是表型模拟？请设计鉴定方案，写出方法步骤及结果分析。
实验设计：
a.________________________________________________________________________；
b.________________________________________________________________________。
结果分析：
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
第2节 基因表达与性状的关系
1．答案：C
解析：若基因1与基因2位于两对同源染色体上，则其遗传遵循基因的自由组合定律，如果位于一对同源染色体上则其遗传不遵循自由组合定律，A错误；从图中不能分辨白化病与镰状细胞贫血的发病概率高低，B错误；基因1通过控制酶的合成控制代谢过程间接控制生物体的性状，基因2通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，C正确；各种活细胞中都需要酶来催化化学反应的进行，都有基因控制酶合成的过程，D 错误。
2．答案：C
解析：红细胞内能合成血红蛋白和呼吸酶，所以人体体细胞中，RNA1和RNA2可能同时存在，A错误；基因的表达具有选择性，呼吸酶普遍存在于生物体的细胞中，而血红蛋白只存在于红细胞内，所以人体体细胞中，RNA1和RNA2不一定同时存在，B错误；血红蛋白是一种结构蛋白，说明基因1通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，C正确；基因1和基因2的表达过程所需的能量可由细胞质基质和线粒体提供，D错误。
3．答案：C
解析：在细胞分化的过程中，细胞会在形态、结构等方面发生稳定性差异，故能够增加细胞的类型，A正确；在细胞分化的过程中，细胞的功能会出现差异，细胞器的种类、数目均会发生改变，B正确；在细胞分化的过程中，各种细胞的核遗传物质不发生改变，C错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，故蛋白质种类、数量的改变是细胞分化的直接原因，D正确。
4．答案：D
解析：同卵双胞胎由同一个受精卵细胞发育而来，因此不同体细胞中核基因相同，A正确；同卵双胞胎细胞中的核基因相同，但是同卵双胞胎具有的微小差异与表观遗传有关，因此同一基因的表达程度可能不同，B正确；表观遗传中DNA发生甲基化修饰可以遗传给后代，属于可遗传的变异，C正确；DNA的甲基化导致甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，因此它是通过影响转录过程影响表型，D错误。
5．答案：B
解析：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。这一现象出现的原因是DNA的甲基化、染色体上的组蛋白发生甲基化等，A正确、B错误；外界环境会引起细胞中DNA甲基化水平变化，从而引起表观遗传现象的出现，C正确；表观遗传现象在生物体的生长发育过程中普遍存在，D正确。
6．答案：D
解析：基因型完全相同的两个人，可能会由于营养等环境因素的差异导致身高不同，反之，基因型不同的两个人，也可能因为环境因素导致身高相同，A正确；在缺光的环境中，绿色幼苗由于叶绿素合成受影响而变黄，B正确；O型血夫妇的基因型均为ⅱ，两者均为纯合子，所以后代基因型仍然为ⅱ，表现为O型血，这是由遗传因素决定的，C正确；高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，是由于亲代是杂合子，子代出现了性状分离，是由遗传因素决定的，D错误。
7．答案：A
解析：基因与性状之间不是简单的一一对应的关系，如人的身高是由多对基因控制的，A错误；基因对性状的控制方式：①基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢，进而间接控制生物的性状，如白化病、豌豆的粒形；②基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状，如镰状细胞贫血、囊性纤维化，B、C正确；生物的性状表现由基因决定，同时受环境条件影响，D正确。
8．答案：A
解析：通过图示可知，没有酶B，不能合成黑色素，才会导致白化病，故酶A不能合成不一定会导致白化病，A错误；通过图示可知，没有酶D，不能合成乙酰乙酸，会导致黑尿病，B正确；白化病和黑尿病都是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状，C正确；图中代谢过程可知酶A缺乏可影响多个性状，即一个基因可影响多个性状，同时尿黑酸的合成受多个基因控制，即一个性状也可受多个基因控制，D正确。
9．答案：C
解析：由题图可知，性状a、b、c、d受同一种基因产物影响，说明一种基因可以影响和控制多种性状，A正确；性状e受三种基因产物影响，表明多种基因可以影响和控制一种性状，B正确；生物的性状除了受基因控制外，还受环境条件的影响，并非所有基因都能控制表现出相应的性状，C错误；多数酶、有些激素和抗体是蛋白质，可以是基因表达的产物，D正确。
10．答案：A
解析：皱粒豌豆中，编码淀粉分支酶的基因被打乱，导致淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，淀粉含量低而蔗糖含量高，A正确；人类白化病症状是基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物体的性状，B错误；基因不一定对应相应的蛋白质，如rRNA和tRNA对应的基因，C错误；囊性纤维化患者中编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基，导致蛋白质结构异常，D错误。
11．答案：D
解析：基因通常是具有遗传效应的DNA片段，DNA主要在细胞核中，故生物的大多数性状受核基因控制，①正确；大多数情况下，一个基因控制一个性状，有时一个基因也可能影响多个性状，②错误；大多数情况下，一个基因控制一个性状，有时一个性状受多个基因的控制，③正确；表型由基因型和环境共同决定，基因型相同的个体表型不一定相同，④错误；表型相同的个体基因型不一定相同，如AA和Aa都表现为高茎，⑤正确。
12．答案：BCD
解析：基因通过指导蛋白质的合成而使遗传信息得到表达，A正确；细胞中的基因不一定通过指导蛋白质的合成进行表达，如转录形成tRNA和rRNA的基因，B错误；蛋白质合成旺盛的体细胞中，核DNA不变，mRNA量增多，C错误；成熟细胞中的基因进行了选择性表达是细胞出现生理功能上稳定差异的根本原因，直接原因是合成了特定的蛋白质，D错误。
13．答案：ABD
解析：题图显示，同一个体的5种细胞中基因表达的情况有差异，说明基因在不同细胞中选择性表达，体现了细胞分化的本质，A正确；5种细胞中都有相关基因表达，基因表达的转录过程中有RNA聚合酶参与，说明5种细胞中都有RNA聚合酶，基因b在5种细胞中都表达了，故其可能是控制RNA聚合酶合成的基因，B正确；细胞2和4中mRNA有2种不同，而3和4中mRNA有4种不同，C错误；5种细胞均来源于同一个受精卵，故它们细胞核中的遗传物质通常是相同的，D正确。
14．答案：ABD
解析：由图知，基因A1、A2和A3分别控制酶1、酶2和酶3的合成，进而控制该动物的体色，能体现基因通过控制酶的合成来控制代谢从而控制性状，A正确；A1、A2和A3任何两个基因组合在一起，各基因都能正常表达，因此该动物种群中关于体色的纯合子有3种：A1A1、A2A2、A3A3，B正确；图中信息显示：只要缺乏酶1，体色就为白色，因此白色个体的基因型有A2A2、A3A3和A2A3三种，而A2A3属于杂合子，C错误；黑色个体的基因型只能是A1A3，该白色雄性个体与多个黑色异性个体交配，后代中出现的棕色个体的基因型为A1A2，说明该白色个体必定含有A2基因，其基因型为A2A2或A2A3，若为A2A2，子代只能有棕色(A1A2)和白色(A2A3)两种类型，与题意不符，若为A2A3，则子代有棕色(A1A2)、黑色(A1A3)和白色(A2A3、A3A3)三种类型，与题意相符，D正确。
15．答案：ACD
解析：分析题图可知，在酶A的催化作用下原料转化为鸟氨酸，A正确；酶B催化鸟氨酸转化为瓜氨酸，然后瓜氨酸在酶C的催化下转化为精氨酸，若基因B不存在，则酶B不能合成，鸟氨酸不能直接形成精氨酸，B错误；基因A被破坏，则该面包霉不能合成鸟氨酸，但在培养基中加入鸟氨酸后，面包霉可利用加入的鸟氨酸合成瓜氨酸、精氨酸，所以面包霉仍能存活，C正确；若基因B被破坏，不能合成酶B，加入酶B后，仍可保证精氨酸的合成，D正确。
16．答案：(1)可以 (2)①②③ AGC UAG (3)转录 翻译 基因不同(或DNA中碱基序列不同) 拟核 (4)蛋白质的结构 白化 酶的合成来控制代谢过程
解析：(1)同一个体的不同体细胞均由同一个受精卵经过有丝分裂和细胞分化形成，含有的基因与受精卵相同，因此图甲中基因1和基因2可以存在于同一细胞中。(2)图乙中①、②、③分别表示核糖体、tRNA、mRNA，其中核糖体由蛋白质和rRNA组成，RNA含有的五碳糖是核糖，因此①②③都含有五碳糖。分析图乙可知，决定丝氨酸(Ser)的密码子为UCG，因此对应的DNA模板链上的三个碱基是AGC；终止密码子不编码氨基酸，若Gly是该多肽的最后一个氨基酸，则该多肽的终止密码子是UAG。(3)图甲中基因通过转录过程合成出RNA，RNA再通过翻译过程合成出蛋白质，故a和b所示的过程在生物学上分别称为转录和翻译。最终形成的蛋白质不同的根本原因是基因不同(或DNA中碱基序列不同)，原核生物发生a过程(转录)的场所在拟核。(4)血红蛋白为结构蛋白，可见图甲中基因1是通过控制蛋白质的结构直接控制人的性状的。若基因2不能表达，则人体就不能合成酪氨酸酶，人体缺乏酪氨酸酶，酪氨酸就不能形成黑色素，所以人会患白化病，此例说明基因还可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制人的性状。
17．答案：(1)不会 (2)半保留复制 半 维持甲基化酶 (3)基因的表达 (4)全部正常 正常∶矮小＝1∶1
(5)DNA复制 胞嘧啶(C)
解析：(1)DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一，而表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变，所以DNA甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列。(2)图2中过程①的模板链都含甲基，而复制后都只含一个甲基，说明过程①的方式是半保留复制，所以其产物都是半甲基化的。因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。(3)由于RNA聚合酶与启动子结合，催化基因进行转录。研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响RNA聚合酶与启动子的结合，不能合成mRNA，从而抑制基因的表达。(4)由于在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，所以纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的表型应为全部正常。由于卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达，精子中的A及其等位基因由于启动子非甲基化而表达，并且含A的精子∶含a的精子＝1∶1，所以F1雌雄个体间随机交配，则F2的表型及其比例应为正常∶矮小＝1∶1。(5)5－氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是：AZA在DNA复制过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是：由于胞嘧啶在发生甲基化后转变成5－甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对，所以AZA与“CG岛”中的胞嘧啶竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。
18．答案：(1)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
(2)不能 果蝇B的残翅性状是由环境造成的，其遗传物质并没有改变，因此属于不可遗传变异
(3)让这只残翅果蝇与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 使其后代在正常温度条件下发育 若后代均为残翅果蝇，则该果蝇为纯合子(vv) 若后代有长翅果蝇出现，则说明该果蝇为表型模拟
解析：(1)由于两组果蝇的基因型相同，而所处的温度不同，导致表型也不同，这个实验说明基因与性状的关系是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。(2)由题意可知，果蝇B的残翅性状是由环境造成的，其遗传物质并没有改变，因此属于不可遗传变异，此性状是不能遗传的。(3)用该未知基因型的残翅果蝇与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，并将孵化出的幼虫放在25 ℃条件下培养。后代如果全为残翅果蝇，则该残翅果蝇的基因型为vv，是纯合子；若后代有长翅果蝇出现，则说明该果蝇为表型模拟。基因
转录产物
翻译产物
基因1
RNA1
血红蛋白
基因2
RNA2
呼吸酶
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后培养
残翅果蝇
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