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综合训练题

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题组一 基因表达产物与性状的关系
1．下列有关基因控制生物性状的实例分析，属于直接通过控制结构蛋白合成来控制生物体性状的是( )
A．白化病 B．苯丙酮尿症
C．囊性纤维化D．豌豆粒形
C [白化病、苯丙酮尿症、豌豆粒形都是基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物体的性状，故A、B、D不符合题意；囊性纤维化属于基因直接通过控制结构蛋白合成来控制生物体的性状，C项符合题意。]
2．牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与牵牛花颜色变化途径示意图。
从图中不能得出的是 ( )
A．牵牛花的颜色由多个基因共同控制
B．基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程
C．生物性状由基因决定，也受环境影响
D．若基因①不表达，则基因②和基因③均不表达
D [分析题图可知，牵牛花的颜色主要由花青素决定，花青素的合成是由多个基因共同控制的。基因①、②、③可以通过控制酶1、2、3的合成来控制花青素的合成。花青素在酸性条件下显现红色，在碱性条件下显现蓝色，说明环境因素也会影响花色。基因具有独立性，基因①不表达，基因②、③仍然能够表达。]
3．下图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图，从图中可得出的是( )
基因① 基因② 基因③ 基因④
↓ ↓ ↓ ↓
酶① 酶② 酶③ 酶④
↓ ↓ ↓ ↓
N—乙酸鸟氨酸―→鸟氨酸―→瓜氨酸―→精氨酸琥珀酸―→精氨酸
A．一种物质的合成只受一个基因的控制
B．基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程
C．若基因②不表达，则基因③和④也不表达
D．若基因③不存在，则瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸
B [基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。由题干中的示意图可知，精氨酸的合成需要酶①②③④的参与，而它们分别受基因①②③④的控制。基因具有一定的独立性，基因②不表达时，基因③和④仍可表达，只是无法合成精氨酸。若基因③不存在，酶③不能合成，则瓜氨酸→精氨酸琥珀酸的途径不能进行。]
4．下列有关基因、性状和环境的叙述，错误的是( )
A．黄豆芽在光照下变成绿色，这种变化是由环境造成的
B．双眼皮夫妇的子代有双眼皮和单眼皮，说明该性状由环境决定
C．“牝鸡司晨”现象表明性别受遗传物质和环境因素的共同影响
D．一个性状可以受多个基因的影响，一个基因也可以影响多个性状
B [黄豆芽变成绿色的原因是在光照条件下形成了叶绿素，这种变化是由环境造成的，A正确。双眼皮夫妇的子代有双眼皮和单眼皮，是性状分离的结果，不能说明该性状由环境决定，B错误。“牝鸡司晨”是指原来下过蛋的母鸡，由于体内雄性激素分泌过多，逐渐变成公鸡，长出公鸡的羽毛，发出公鸡的啼声，这种现象称为性反转，性反转现象表明性别受遗传物质和环境因素的共同影响，C正确。基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系，一个性状可以受到多个基因的影响，一个基因也可以影响多个性状，D正确。]
5．根据以下材料：
①藏报春甲(aa)在20 ℃时开白花；②藏报春乙(AA)在20 ℃时开红花；③藏报春丙(AA)在30 ℃时开白花。分析下列有关基因型和表型相互关系的说法，错误的是( )
A．由材料①②可知生物的性状表现是由基因型决定的
B．由材料①③可知生物的性状表现是由基因型和环境共同决定的
C．由材料②③可知环境影响基因型的表达
D．由材料①②③可知生物的性状表现是由基因型和环境共同作用的结果
B [①和②、②和③实验中，都只有一个变量，可以得出结论。而①和③温度和基因型都不同，所以不能判断性状表现是由温度还是由基因型决定的，或是由它们共同决定的。]
6．果蝇的翅有长翅和残翅两种，分别由基因A和a控制。遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养温度为25 ℃，将孵化后4～7 d的长翅果蝇幼虫放在35～37 ℃的环境中处理6～24 h后，得到了一些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是长翅果蝇。请回答下列问题：
(1)果蝇的长翅和残翅是一对________性状。控制这一性状的基因互为________。
(2)长翅果蝇幼虫经处理后得到的残翅果蝇的遗传物质________(填“发生”或“未发生”)改变，因为___________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)温度影响果蝇翅的发育，主要是因为温度影响果蝇发育过程中________的活性。而这种物质又是由基因经________________________过程合成的。
(4)此实验说明生物的性状是由____________控制的。
[解析] (1)果蝇的残翅和长翅是一对相对性状，由一对等位基因控制。(2)残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代仍为长翅果蝇，这说明长翅果蝇经处理后得到残翅果蝇的过程中遗传物质未发生改变。(3)果蝇翅的发育过程需要酶的催化作用，而温度又影响酶的活性，所以温度升高会影响果蝇翅的发育。酶又是由基因经转录和翻译得到的。(4)由题意可知，生物的性状是基因和环境共同作用的结果。
[答案] (1)相对 等位基因 (2)未发生 这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是长翅果蝇
(3)酶 转录和翻译 (4)基因和环境共同
题组二 基因的选择性表达与细胞分化
7．细胞中的一类基因是维持生存的、在所有细胞中都表达的基因；另一类基因是选择性表达的基因。如图是能产生抗体A的细胞，关于该细胞中标出的三个基因的开闭状态，下列说法正确的是 ( )
A．其中有一个是打开的，即抗体A基因
B．其中有两个是打开的
C．其中有一个是打开的，即ATP合成酶基因
D．三个都是打开的
B [ATP合成酶基因是维持生存的基因，在所有细胞中都表达，所以是打开的；该细胞能产生抗体A，所以抗体A基因是打开的；胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达，在其他细胞中是关闭的。故选B。]
8．下列有关基因表达的叙述，正确的是 ( )
A．基因通过控制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控制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，根本原因是合成了特定的蛋白质
A [基因通过控制蛋白质的合成而使遗传信息得到表达，A项正确；细胞中的基因不一定通过控制蛋白质的合成进行表达，如转录形成tRNA和rRNA的基因，B项错误；蛋白质合成旺盛的体细胞中，核DNA不变，mRNA量增多，C项错误；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项错误。]
9．柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。下图所示两株体内Lcyc基因序列相同的柳穿鱼植株A和植株B，除了花的形态结构不同，其他方面基本相同。下列说法正确的是( )
植株A 植株B
A．柳穿鱼的叶肉细胞内不存在Lcyc基因
B．两株柳穿鱼体内的Lcyc基因表达时期相同
C．两植株杂交，F1自交的F2中没有与植株B相似的花
D．植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化了
D [植株A和植株B体内含有的Lcyc基因，说明叶肉细胞内存在Lcyc基因，A错误；柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关，但由于基因的选择性表达，Lcyc基因表达时期不一定相同，B错误；两植株杂交，F1自交的F2会出现性状分离，可能存在与植株B相似的花，C错误；植株B的Lcyc基因不表达，可能的原因是Lcyc基因高度甲基化，不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译最终合成Lcyc蛋白，D正确。]
10．经典遗传学认为生物的变异是由于DNA碱基序列改变导致的，而表观遗传学是生物体基因的碱基序列保持不变，但表现型改变的现象。下列不能用表观遗传进行解释的是( )
A．遗传信息组成相同的同卵双胞胎，患某种遗传病的可能性相似
B．两株柳穿鱼的花形态结构不同，但该性状相关基因的序列相同
C．由于喂食导致体型变化的线虫所生后代不接触该食物，但体型仍不变
D．基因型相同的蜂王和工蜂，两者在体型、寿命、功能等方面存在差异
A [遗传信息组成相同的同卵双胞胎，患某种遗传病的可能性相似属于经典遗传学的范畴，A符合题意；柳穿鱼基因的序列相同，但花的形态结构不同，是由于环境改变引起的，属于表观遗传学的范畴，B不符合题意；由于喂食不同导致体型变化的线虫，其后代没有接触该食物，体型不变化，是由于食物导致的变异，所以属于表观遗传学的范畴，C不符合题意；基因型相同的蜂王和工蜂，由于成长环境不同，两者在体型、寿命、功能等方面存在差异，属于表观遗传学的范畴，D不符合题意。]
11．果蝇的灰体(B)对黑体(b)为显性，用含某种添加剂的食物喂养果蝇，所有果蝇都是黑体。不考虑其他因素影响，下列有关果蝇的体色与基因型的关系的叙述，错误的是( )
A．食物中不含添加剂时，基因型相同的果蝇体色相同
B．食物中不含添加剂时，基因型不同的果蝇体色可能相同
C．若黑体果蝇甲×黑体果蝇乙→F1全部为灰体果蝇，则甲、乙的基因型均不可能为bb
D．果蝇的体色受基因控制，同时还受环境因素的影响
C [由题意分析可知，食物中不含添加剂时，基因型相同的果蝇体色相同，A正确；食物中不含添加剂时，基因型不同的果蝇体色可能相同，基因型为BB和Bb的果蝇均表现为灰体，B正确；当亲本中甲的基因型为bb，乙的基因型为BB，且乙用含某种添加剂的食物喂养时，甲、乙均表现为黑体，当F1的食物中不含添加剂时，F1全部表现为灰体，C错误；果蝇的体色受基因控制，也受环境因素的影响，D正确。]
12．油菜的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运输到种子后有两条转变途径，如图所示(已知酶a能被蛋白酶水解)。科研人员根据这一机制培育出了高油油菜，其产油率由原来的35%提高到了58%。下列说法正确的是( )
A．酶a和酶b的区别是氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同
B．油菜含油量高的原因是物质C的形成抑制了酶b合成过程中的转录阶段
C．模板链转录出mRNA的过程中碱基互补配对的方式为A—T、G—C
D．由图可知，基因通过控制酶的合成直接控制生物的性状
A [由题图可知，基因B的模板链转录出的mRNA既可指导酶b的合成，又可参与物质C(双链RNA)的合成，故油菜产油率高的原因是物质C的形成抑制了酶b合成过程中的翻译阶段，B错误；模板链转录出mRNA的过程中碱基互补配对的方式为A—U、G—C、C—G、T—A，C错误；由题图可知，基因通过控制酶的合成间接控制生物的性状，D错误。]
13．黄色小鼠(AA)与黑色小鼠(aa)杂交，产生的F1(Aa)不同个体出现了不同体色。研究表明，不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同，但A基因中二核苷酸(CpG)的胞嘧啶有不同程度的甲基化(如图)，已知甲基化不影响DNA复制。下列有关分析错误的是 ( )
A．F1体色的差异可能与A基因甲基化程度有关
B．碱基甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因的结合
C．碱基甲基化不影响遗传信息在前后代间的传递
D．A基因中的碱基甲基化引起了基因中碱基序列的改变
D [F1(Aa)不同个体出现了不同体色，不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同，A基因中二核苷酸(CpG)的胞嘧啶有不同程度的甲基化，这表明F1体色的差异可能与A基因甲基化程度有关，A正确；甲基化的CpG可能会影响RNA聚合酶与该基因的结合，B正确；碱基甲基化不影响DNA复制过程，故碱基甲基化不影响遗传信息在前后代间的传递，A基因中的碱基甲基化也不会引起基因中碱基序列的改变，C正确、D错误。]
14．遗传印记是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化是遗传印记重要的方式之一。印记是在配子发生过程中获得的，在个体发育过程中获得的，在下一代配子形成时印记重建。下图为遗传印记对转基因鼠的 Igf2基因(存在有功能型A和无功能型a两种基因)表达和传递影响的示意图，被甲基化的基因不能表达。
(1)雌配子中印记重建后，A基因碱基序列________，表达水平发生可遗传变化的现象叫做________。
(2)由图中配子形成过程中印记发生的机制，可以断定亲代雌鼠的A基因来自它________(填“父方”或“母方”或“不确定”)，理由是_______________
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)亲代雌、雄鼠的基因型均为Aa，但表型不同，原因是
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(4)亲代雌鼠与雄鼠杂交(基因型均为Aa)，子代小鼠的表型及比例为____________________________。
[解析] (1)遗传印记是对基因进行甲基化，影响其表达，碱基序列并没有改变，故雌配子中印记重建后，A基因碱基序列保持不变，表达水平发生可遗传变化的现象叫做表观遗传。
(2)由图中配子形成过程中印记发生的机制可知，雄配子中印记重建去甲基化，雌配子中印记重建甲基化，雌鼠的A基因未甲基化，可以断定亲代雌鼠的A基因来自它父方。
(3)亲代雌、雄鼠的基因型均为Aa，但表型不同，原因是体细胞里发生甲基化的等位基因不同，且甲基化的基因不能表达。
(4)亲代雌鼠基因型为Aa，产生配子为甲基化A′∶甲基化a′＝1∶1，雄鼠基因型为Aa，产生的配子为未甲基化A∶未甲基化a＝1∶1，子代小鼠基因型及比例为AA′(生长正常鼠)∶Aa′(生长正常鼠，)∶A′a(生长缺陷鼠)∶aa′(生长缺陷鼠)＝1∶1∶1∶1，即子代小鼠的表型及比例为生长正常鼠∶生长缺陷鼠＝1∶1。
[答案] (1)保持不变 表观遗传 (2)父方 雄配子中印记重建去甲基化，雌配子中印记重建甲基化，雌鼠的A基因未甲基化 (3)体细胞里发生甲基化的等位基因不同，且甲基化的基因不能表达 (4)生长正常鼠∶生长缺陷鼠＝1∶1
不理解基因选择性表达
15．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体的性状
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
C [一般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。血红蛋白是一种结构蛋白，说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。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。]
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