高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 基因表达与性状的关系课时训练

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课后分层检测案14　基因表达与性状的关系   合格考全员做1.下列关于基因与性状之间关系的叙述，错误的是(　　)A．很多情况下一对基因决定一个性状B．有的情况下多对基因决定一个性状C．有的情况下一对基因决定多个性状D．生物体的性状不会受到环境的影响2．脊椎动物的一些基因活性与其周围特定胞嘧啶的甲基化有关，甲基化使基因失活，相应的非甲基化能活化基因的表达，以下推测正确的是(　　)A．肝细胞和胰岛B细胞的呼吸酶基因均处于甲基化状态B．肝细胞和胰岛B细胞的胰岛素基因均处于非甲基化状态C．肝细胞的呼吸酶基因和胰岛素基因均处于非甲基化状态D．胰岛B细胞的呼吸酶基因和胰岛素基因均处于非甲基化状态3．用链霉素和新霉素可使核糖体与单链DNA结合，这一单链DNA就可以代替mRNA而完成翻译过程，这说明(　　)A．遗传信息可由RNA流向DNAB．遗传信息可由蛋白质流向DNAC．遗传信息可由DNA流向蛋白质D．遗传信息可由RNA流向蛋白质4．下列能说明人体细胞已经发生分化的是(　　)A．进行ATP的合成B．进行呼吸酶的合成C．合成血红蛋白D．存在血红蛋白基因5．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(　　)基因转录产物翻译产物基因1RNA1血红蛋白基因2RNA2呼吸酶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表达过程所需的能量只能由线粒体提供6．下列有关人体细胞基因选择性表达的叙述，错误的是(　　)A．肝细胞和肌细胞表达的基因完全不同B．不同组织的形成是基因选择性表达的结果C．基因选择性表达可能与转录、翻译有关D．胰岛细胞有血红蛋白基因，但不能合成血红蛋白7．囊性纤维化患者汗液中氯离子浓度高，常造成肺部感染而危及生命。由于编码跨膜蛋白(CFTR蛋白)的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白缺少一个苯丙氨酸，影响CFTR蛋白的结构，使氯离子的转运异常。该致病基因携带者表现正常。对该实例的分析，正确的是(　　)A．囊性纤维化是一种单基因显性遗传病B．苯丙氨酸能够转运氯离子，方式为主动运输C．控制囊性纤维化的显性基因和隐性基因均能表达D．基因通过控制酶的合成控制代谢进而控制性状8．DNA甲基化主要表现为抑制转录活性，而对DNA复制过程无明显影响。关于DNA甲基化的叙述，正确的是(　　)A．某基因发生甲基化，一般会导致该基因的表达量下降B．DNA甲基化会干扰DNA聚合酶与模板的识别C．若某基因发生甲基化，则会突变成它的等位基因D．DNA甲基化不可能导致生物性状发生改变9．图一表示某细胞中发生的DNA复制及基因表达的过程，图二为基因与性状的关系示意图，据图回答下列问题：(1)图一中催化以脱氧核苷酸为原料的生理过程的酶是________，DNA分子在复制过程中所需的解旋酶是图中的______，参与DNA指导的RNA合成的酶是________。(填“酶a”“酶b”或“酶c”)(2)在真核细胞的细胞核中，图二中①过程所示的生物学过程为________，该过程合成的RNA通过________进入细胞质基质中。(3)白化病是由于编码酪氨酸酶的基因异常所致，这体现了基因可以________________________________________________________________________________________________________________________________________________，进而控制生物性状，这是基因对生物性状的______(填“直接”或“间接”)控制。   等级考选学做10.人的血红蛋白由4条肽链组成，控制人的血红蛋白的基因分别位于11号、16号染色体上，但在人的不同发育时期血红蛋白分子的组成是不相同的。下图表示人的不同时期表达的血红蛋白基因及血红蛋白组成，据图判断下列分析不正确的是(　　)A．成年人的红细胞中不存在图中所示的任何基因B．图中的多种血红蛋白基因之间均为非等位基因C．基因与性状之间并不都是一一对应的线性关系D．人的配子内包含图中的全部6种基因11．基因中的碱基可以被某些化学基团修饰，如甲基化(胞嘧啶连接甲基基团)。若真核基因的启动子发生了甲基化修饰，会使染色质高度螺旋化，凝缩成团。下列相关叙述错误的是(　　)A．RNA聚合酶难以与被甲基化修饰的启动子结合B．被甲基化修饰后，基因的碱基序列不发生改变C．染色质高度螺旋化会影响相关基因的表达水平D．被甲基化的DNA单链上相邻的C和G之间通过氢键连接12．白化病和黑尿病都是因为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，排出的尿液中因含有尿黑酸，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，据图分析下列叙述正确的是(　　)A．若一个皮肤角质层细胞控制酶B合成的基因发生突变，会导致白化病B．若一个胚胎干细胞控制酶D合成的基因发生突变，不可能会导致黑尿病C．白化病和黑尿病说明基因是通过控制酶的合成而间接控制生物性状的D．图中代谢过程可说明一个基因影响一个性状，一个性状也受一个基因控制13．研究表明，柳芽鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。A、B两株柳芽鱼体内Lcyc基因的碱基序列完全相同，花明显不同。在开花时，植株A的Lcyc基因表达，植株B的Lcyc基因由于被高度甲基化(Lcyc基因有多个碱基连接了甲基)而不能表达。将A、B植株作亲本进行杂交，F1的花与植株A相似，F1自交获得的F2中绝大部分植株的花与植株A相似，少部分植株的花与植株B相似。下列叙述错误的是(　　)A．细胞中基因表达与否以及表达水平的高低会影响生物体的性状B．植株B的Lcyc基因不能表达的原因可能是甲基化阻碍了翻译的进行C．植株A的Lcyc基因与高度甲基化的Lcyc基因相比表现为显性基因D．同卵双胞胎间的微小差异可能与柳芽鱼花的形态结构形成的原因相同14．在某种小鼠中，毛色的黑色为显性(E)，白色为隐性(e)。下图所示的两项交配，亲代动物A、B、P、Q均为纯合子，子代动物在不同环境下成长，其毛色如下图所示。下列分析不正确的是(　　)A．动物C与动物D的表型不同，说明表型是基因型和环境共同作用的结果B．动物C与动物R交配的子代在30 ℃中成长，其表型最可能是全为白色C．动物C与动物R交配的子代在－15 ℃中成长，其表型及比例最可能是黑色∶白色＝1∶1D．动物C雌雄个体相互交配的子代在30 ℃中成长，其表型及比例最可能是黑色∶白色＝1∶115．人体细胞中的P21基因控制合成的P21蛋白可通过调控细胞周期来抑制细胞的恶性增殖。科研人员发现，与P21基因启动子区某段DNA序列互补的RNA分子(saRNA)对P21基因的表达有影响，并对此进行了研究。(1)P21基因的启动子区有________________酶的识别与结合位点，此酶可催化相邻两个核苷酸分子的________________之间形成化学键。(2)脂质体是磷脂分散于水中时形成的具有________层分子结构的球形囊泡，可与细胞膜融合，将物质送入细胞内部。研究人员将包裹了人工合成的saRNA的脂质体转入人胆囊癌细胞中，同时设置对照，对照组将包裹了______________________的脂质体转入同种细胞。一段时间后，检测P21基因的mRNA生成量及胆囊癌细胞的存活率，结果如图所示。图示说明________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)研究发现，P21基因启动子区合成的RNA能募集一种蛋白至此区域抑制转录过程，当saRNA转入细胞后，经处理并活化，活化的saRNA能与上述RNA结合，使转录过程的抑制作用________________________________________________________________________，从而影响P21基因的表达，由此为癌症的治疗提供了新的思路和方法。  素养达成练16.DNA甲基化是DNA化学修饰的一种形式，能影响表型，也能遗传给子代。在蜂群中，雌蜂幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而以花粉和花蜜为食的幼蜂将发育成工蜂。研究发现，DNMT3蛋白是核基因DNMT3表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团，如图所示。回答下列问题：(1)蜜蜂细胞中DNMT3基因发生过程①的场所是________，若以基因的β链为模板，则虚线框中合成的RNA的碱基序列顺序为____________。过程②需要的原料是________。(2)DNA甲基化若发生在基因转录的启动子序列上，则会影响RNA聚合酶与该序列的识别与结合，进而抑制基因的表达。据图可知，DNA甲基化________(填“会”或“不会”)改变基因的碱基序列。在转录时，RNA聚合酶的功能是____________________________________________________。在细胞内，少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)已知注射DNMT3siRNA(小干扰RNA)能使DNMT3基因表达沉默，蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂的，请设计实验验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。实验思路：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。实验现象：________________________________________________________________________________________________________________________________________。课后分层检测案141．解析：生物体的性状是基因型和外界环境共同作用的结果，生物体的性状受环境的影响。答案：D2．解析：分析题意可知，相应的非甲基化能活化基因的表达，肝细胞和胰岛B细胞中均存在呼吸酶，表明呼吸酶基因均处于非甲基化状态，肝细胞的胰岛素基因处于甲基化状态，胰岛B细胞的胰岛素基因处于非甲基化状态，A、B、C错误，D正确。答案：D3．解析：核糖体与单链DNA结合，这一单链DNA就可以代替mRNA翻译成多肽，这说明遗传信息可由DNA流向蛋白质。答案：C4．解析：细胞分化的本质是基因的选择性表达，所有细胞都存在血红蛋白基因，D不符合题意；ATP是细胞的直接能量来源，而ATP主要来自细胞的呼吸作用，因此只要是活细胞都要进行呼吸酶和ATP的合成，A、B不符合题意；能合成血红蛋白的细胞是已经分化的红细胞，C符合题意。答案：C5．解析：一般来说，一个个体内的细胞中核基因都相同，但基因进行选择性表达，血红蛋白基因只能在红细胞中表达，呼吸酶存在于所有细胞中，可以在任何细胞中表达，所以，人体体细胞中，RNA1和RNA2可能同时存在。基因1和基因2表达过程所需的能量可以来自线粒体和细胞质基质。答案：C6．解析：肝细胞和肌细胞表达的基因不完全相同，如呼吸酶基因和ATP合成酶基因在这两种细胞中均能表达，A错误；不同组织的形成是基因选择性表达的结果，B正确；基因的表达包括转录和翻译，故基因选择性表达可能与转录、翻译有关，C正确；胰岛细胞有血红蛋白基因，但由于基因的选择性表达，不能合成血红蛋白，D正确。答案：A7．解析：根据“该致病基因携带者表现正常”可知，该病为隐性遗传病，A错误；苯丙氨酸并不能转运氯离子，而是CFTR蛋白作为载体蛋白能够运输氯离子，B错误；控制囊性纤维化的显性基因和隐性基因均能表达，C正确；囊性纤维化患者体内CFTR结构异常，转运氯离子功能异常，导致患者肺功能受损，说明基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，D错误。答案：C8．解析：DNA甲基化主要表现为抑制转录活性，使生成的mRNA减少，故一般会导致该基因的表达量下降，A正确；DNA甲基化对DINA复制过程无明显影响，所以不会干扰DNA聚合酶与模板的识别，B错误；DNA甲基化不会导致基因本身发生突变，C错误；若Aa个体的A基因发生DNA甲基化，则A基因难以表达，a基因表达则会使原有的显性性状变为隐性性状，D错误。答案：A9．解析：(1)图一中酶a为DNA聚合酶，酶b为RNA聚合酶，酶c为解旋酶，其中催化以脱氧核苷酸为原料的生理过程的酶是aDNA聚合酶；在DNA分子复制过程中需要的解旋酶是图中的c；参与DNA指导的RNA合成的过程为转录过程，该过程需要的酶是RNA聚合酶，对应b。(2)图二中①为转录过程，该过程合成的RNA通过核孔进入细胞质基质。(3)白化病是由于编码酪氨酸酶的基因异常所致，这属于基因对性状的间接控制，即基因通过控制酶的合成控制代谢过程，间接控制生物体的性状。答案：(1)酶a　酶c　酶b(2)转录　核孔(3)通过控制酶的合成来控制代谢过程　间接10．解析：成年人的未成熟的红细胞内有细胞核，携带血红蛋白基因，A错误；等位基因位于同源染色体上，而图中的血红蛋白中基因分别在16号和11号染色体上，均为非等位基因关系，B正确；图中虽有6种基因，却都是控制血红蛋白的合成，说明基因与性状之间并不都是一一对应的线性关系，C正确；人的配子内有1条16号染色体和1条11号染色体，因此人的配子内包含图中的全部6种基因，D正确。答案：A11．解析：启动子发生了甲基化修饰，会使染色质高度螺旋化，凝缩成团，不利于RNA聚合酶与被甲基化修饰的启动子结合，A正确；DNA的甲基化并不改变基因的碱基序列，但影响基因的转录，B正确；染色质高度螺旋化会影响相关基因的转录，最终影响基因的表达，C正确；被甲基化的DNA单链上相邻的C和G之间不是通过氢键连接，而是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，D错误。答案：D12．解析：基因突变发生在个体发育的时期越早，变异范围越大，反之越小，若一个皮肤角质层细胞(已经高度分化的细胞)控制酶B合成的基因发生突变，表现突变的范围较小，不会导致白化病，A错误；基因突变发生在个体发育的时期越早，变异范围越大，反之越小，所以一个胚胎干细胞(能分裂和分化)控制酶D合成的基因发生突变，可能会导致黑尿病，B错误；白化病和黑尿病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错误。答案：C13．解析：细胞中基因通过表达控制生物的性状，细胞中基因表达与否以及表达水平的高低会影响生物体的性状，A正确；植株B的Lcyc基因不能表达的原因可能是甲基化阻碍了转录的进行，B错误；将A、B植株作亲本进行杂交，F1的花与植株A相似，据此可以判断植株A的Lcyc基因与高度甲基化的Lcyc基因相比表现为显性基因，C正确；同卵双胞胎的遗传物质相同，二者的微小差异可能是基因表达情况不同，与柳芽鱼花的形态结构形成的原因相同，D正确。答案：B14．解析：根据分析可知，C、D均为Ee，表型应该为黑色，而在30℃下培养则为白色，说明表型受环境影响，即表型是基因型和环境共同作用的结果，A正确；根据分析可知，C基因型为Ee，R基因型为ee，其后代基因型为Ee、ee，在30 ℃下培养，Ee表现为白色，ee也为白色，B正确；根据分析可知，C基因型为Ee，R基因型为ee，其后代基因型及比例为Ee∶ee＝1∶1，在－15 ℃下培养，Ee表现为黑色，ee表现为白色，故子代中黑色∶白色＝1∶1，C正确；C基因型为Ee，雌雄个体相互交配，子代基因型及比例为EE∶Ee∶ee＝1∶2∶1，在30 ℃下培养，EE、Ee表现为白色，ee表现为白色，D错误。答案：D15．解析：(1)启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，RNA聚合酶能催化相邻两个核苷酸分子的核糖和磷酸之间形成磷酸二酯键。(2)由脂质体可与细胞膜融合可判断其应为具有双层磷脂分子的球形囊泡。saRNA是与P21基因启动子区某段DNA序列互补的RNA分子，它可能会增强P21基因的转录，从而影响P21基因的表达。实验设计需要遵循对照原则，实验组将包裹了人工合成的saRNA的脂质体转入人胆囊癌细胞中，则对照组应将包裹了与saRNA序列不同的RNA分子的脂质体转入同种细胞中，以排除无关变量对实验的影响，一段时间后，检测P21基因的mRNA生成量及胆囊癌细胞的存活率，根据实验结果可知，saRNA可增强P21基因的表达且使癌细胞存活率降低。(3)P21基因启动子区合成的RNA能募集一种蛋白至此区域抑制转录过程，而活化的saRNA能与这种RNA结合，从而使转录过程的抑制作用减弱，进而影响P21基因的表达。答案：(1)RNA聚合　核糖与磷酸　(2)双　与saRNA序列不同的RNA分子　saRNA可增强P21基因的表达且使癌细胞存活率降低　(3)减弱16．解析：(1)过程①是转录过程，其中DNMT3基因是核基因，因此过程①发生在细胞核内，根据碱基互补配对原则，若以基因的β链为模板，则虚线框中合成的RNA的碱基序列顺序为—CUUGCCAGC—；过程②为翻译过程，发生在核糖体中，需要的原料为21种氨基酸。(2)分析题图可知，基因甲基化不改变基因的碱基序列，但会影响转录，从而影响基因的表达。在转录时，RNA聚合酶的作用是使DNA解螺旋、催化游离的核糖核苷酸聚合生成RNA；在细胞质中，翻译是一个快速而高效的过程，通常一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链，并且最终的产物相同，因此，少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质。(3)根据题干可知DNMT3siRNA能与DNMT3基因转录出的RNA结合，阻碍翻译过程，从而抑制DNMT3基因表达，进而降低基因的甲基化水平，据此取多只生理状况相同的雌蜂幼虫，均分为A、B两组；A组不作处理，B组注射适量的DNMT3siRNA，其他条件相同且适宜；用花粉和花蜜饲喂一段时间后，观察并记录幼蜂发育情况。如果A组发育成工蜂，B组发育成蜂王，则能验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。答案：(1)细胞核　CUUGCCAGC　氨基酸(2)不会　使DNA解螺旋、催化游离的核糖核苷酸聚合生成RNA　一个mRNA分子可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链(3)取多只生理状况相同的雌蜂幼虫，均分为A、B两组；A组不作处理，B组注射适量的DNMT3siRNA，其他条件相同且适宜；用花粉和花蜜饲喂一段时间后，观察并记录幼蜂发育情况　A组发育成工蜂，B组发育成蜂王