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练习题

第4章　基因的表达

第2节　基因表达与性状的关系

 [基础检查]

1.细胞中存在两种类型的基因：一类是管家基因,是指在所有细胞中都表达的基因;还有一类是奢侈基因,是指只在某类细胞中特异性表达的基因。下列表述不合理的是(　　)

A.催化ATP合成的酶是由管家基因指导合成的

B.奢侈基因在同一个体不同细胞中一般是不同的

C.组成管家基因和奢侈基因的脱氧核苷酸种类相同

D.奢侈基因的特异性表达可赋予细胞特定的功能

解析:催化ATP合成的酶基因在所有细胞中都表达,属于管家基因,A项正确;奢侈基因只在特定组织细胞中才表达,但所有细胞中都含有,B项错误;组成管家基因和奢侈基因的脱氧核苷酸种类相同,都是四种脱氧核苷酸,C项正确;奢侈基因是选择性表达的,其特异性表达可赋予细胞特定的功能,D项正确。

答案:B

2.在甲基转移酶的催化下,DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基导致DNA甲基化,进而使染色质高度螺旋化,因此失去转录活性。下列相关叙述错误的是(　　)

A.DNA甲基化,会导致基因碱基序列的改变

B.DNA甲基化,会导致mRNA合成受阻

C.DNA甲基化,可能会影响生物体的性状

D.DNA甲基化,可能会影响细胞分化

解析:DNA甲基化是指DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基,这不会导致基因碱基序列的改变,A项错误;DNA甲基化,会使染色质高度螺旋化,因此失去转录活性,导致mRNA合成受阻,B项正确;DNA甲基化会导致mRNA合成受阻,进而导致蛋白质合成受阻,这样可能会影响生物体的性状,C项正确;细胞分化是基因选择性表达的结果,而DNA甲基化会导致mRNA合成受阻,即会影响基因表达,因此DNA甲基化可能会影响细胞分化,D项正确。

答案:A

3.有人把分化细胞中表达的基因形象地分为管家基因和奢侈基因,管家基因在所有细胞中都表达,是维持细胞基本生命活动所必需的;而奢侈基因只在某类细胞中特异性表达。下列属于奢侈基因表达产物的是(　　)

A.ATP水解酶 B.DNA聚合酶

C.膜蛋白 D.血红蛋白

解析:管家基因是指在所有细胞中都表达的基因,指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的;奢侈基因是只在某类细胞中特异性表达的基因,指导合成的蛋白质与细胞特定的功能有关。选项中属于奢侈基因表达产物的是血红蛋白。

答案:D

4.甲状腺的滤泡细胞分泌甲状腺素,C细胞分泌三十二肽的降钙素,下列表述正确的是(　　)

A.滤泡细胞和C细胞内RNA种类不同

B.滤泡细胞和C细胞内含有不同的基因

C.控制降钙素合成的基因长度至少为192对碱基

D.在降钙素溶液中加入适量的双缩脲试剂,溶液呈橘红色

解析:滤泡细胞和C细胞选择表达的基因不同,因此细胞中RNA和蛋白质种类有所差别,A项正确;滤泡细胞和C细胞是由同一个受精卵通过有丝分裂而来的,细胞中含有相同的基因,B项错误;控制降钙素合成的基因长度至少为32×3=96对碱基,C项错误;用双缩脲试剂检测蛋白质时,应该先加A液,混匀后再加B液,并且反应呈紫色,D项错误。

答案:A

5.下列有关基因型、性状和环境的叙述,错误的是(　　)

A.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

B.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

C.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

D.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

解析:高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,说明该高茎豌豆是杂合子,自交后代出现性状分离,不能说明相对性状是由环境决定的,A项错误;表型是具有特定基因型的个体所表现出的性状,是由基因型和环境共同决定的,所以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项正确;叶绿素的合成需要光照,某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色,说明这种变化是由环境造成的,C项正确;O型血夫妇的基因型为ii,其子代都是O型血(ii),说明该性状是由遗传因素决定的,D项正确。

答案:A

6.玉米的基因A可控制叶绿素的合成,若无基因A或者无光照,则玉米均无法合成叶绿素。下列有关叙述错误的是(　　)

A.基因型为AA的个体均能合成叶绿素

B.基因型为Aa的个体在光下能合成叶绿素

C.叶绿素合成是基因A和环境条件共同作用的结果

D.在缺镁的土壤中,基因A控制合成的叶绿素的量会受影响

解析:基因型为AA的个体若在无光照的情况下也不能合成叶绿素,A项错误;基因型为Aa的个体在光下能合成叶绿素,B项正确;根据题干信息“若无基因A或者无光照,则玉米均无法合成叶绿素”可知,合成叶绿素是基因A和环境条件共同作用的结果,C项正确;镁是合成叶绿素的重要元素,因此在缺镁的土壤中,基因A控制合成的叶绿素的量会受影响,D项正确。

答案:A

7.下图为人体某致病基因控制异常蛋白质合成的过程示意图。据图回答下列问题。

(1)图中过程①需要模板、__________________________________等物质,过程②中最终形成的两条多肽链上的氨基酸序列是否相同?　　　　,原因是____________________________________________。 

(2)图中过程②保证每次只有一个氨基酸被加在多肽链上的机制:一是每个核糖体上只有　　　个tRNA结合位点,二是___________________________。保证某种氨基酸被加在多肽链的相应位置上而不出错的机制是_____________________________________________________________。 

(3)研究发现正常基因转录链部分序列为…ATAAGCAAGACATT…,致病基因转录链部分序列为…ATAAGCATGACATT…,该致病基因的出现是因为正常基因中__________________所导致的,图中所揭示的基因控制性状的方式是___________________________________________________。 

(4)图中所示的遗传信息的流动方向可表示为_______________________。 

解析:(1)图中①为转录过程,该过程需要以四种游离的核糖核苷酸为原料,ATP作为能量,还需要能与基因结合的RNA聚合酶进行催化;过程②都是以同一条mRNA为模板合成的两条肽链,所以这两条肽链是完全相同的。

(2)翻译过程中,每个核糖体有两个tRNA结合位点,同时一个tRNA一次只能转运一个氨基酸,tRNA中的反密码子和mRNA中的密码子通过碱基互补配对保证了翻译过程的顺利进行。(3)该致病基因的出现是因为第8号碱基A被T代替,属于碱基对的替换,该基因发生突变后,构成细胞膜的蛋白质结构改变,说明了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(4)图示揭示了遗传信息流动中的转录和翻译过程,所以流动方向是DNARNA蛋白质。

答案:(1)酶(RNA聚合酶)、ATP、四种游离的核糖核苷酸　是　它们是以同一个mRNA分子为模板翻译形成的两条多肽链

(2)两　一个tRNA一次只能转运一个氨基酸　tRNA上的反密码子和mRNA上的密码子进行碱基互补配对

(3)碱基对的替换　基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状

(4)DNARNA蛋白质

[拓展应用]

8.(2022·广东广州)甲、乙、丙是大肠杆菌代谢中利用到的三种化合物,丁是相关的生成产物。酶A、B、C是大肠杆菌的三种酶,每种酶只能催化下列反应链中的一个步骤:甲(+酶A)→乙(+酶B)→丙(+酶C)→丁,其中任意一种酶的缺失均能导致大肠杆菌不能在基本培养基上生长。研究人员将三种酶缺陷突变体在分别添加了甲、乙、丙、丁中某一种的基本培养基上培养,生长情况如下表所示。由表可知,①、②、③、④依次对应的化合物是              (　　)

A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁

C.甲、乙、丁、丙 D.乙、甲、丁、丙

解析:分析图表信息可知,酶A缺陷突变体添加化合物②不生长,而酶A缺陷突变体缺乏由甲(+酶A)→乙的酶,导致甲不能生成乙,所以添加的化合物②是甲;酶B缺陷突变体添加化合物①或②均不生长,而酶B缺陷突变体缺乏的酶B为反应链中的第二种酶,即由乙(+酶B)→丙,导致乙不能生成丙,且添加的化合物②是甲,所以添加的化合物①是乙;酶C缺陷突变体添加化合物①、②、④都不生长,添加化合物③能生长,而酶C缺陷突变体缺乏由化合物丙→化合物丁的酶,导致丙不能生成丁,故添加的化合物③是丁,则添加的化合物④是丙;综上所述,①、②、③、④对应的化合物依次是乙、甲、丁、丙,故D项正确。

答案:D

9.(2022·广东广州)在一个蜂群中,少数幼虫一直取食蜂王浆才能发育成蜂王,大多数幼虫以花粉和花蜜为食而发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团(如下图所示)。敲除DNMT3基因后,蜜蜂幼虫将直接发育成蜂王。下列叙述错误的是              (　　)

A.蜂王浆可能抑制了DNMT3蛋白发挥作用

B.胞嘧啶甲基化可能会影响基因的转录,干扰RNA聚合酶的结合

C.DNA甲基化导致生物性状改变的原因是DNA的碱基序列发生改变

D.敲除DNMT3基因与取食蜂王浆对幼虫发育有相同的效果

解析:取食蜂王浆的幼虫和不含DNMT3基因的幼虫都会发育成蜂王,因此可推测蜂王浆可能通过抑制DNMT3基因的表达而抑制DNMT3蛋白发挥作用,A项正确;转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,胞嘧啶甲基化可能会影响基因的转录,转录过程中所需的酶是RNA聚合酶,B项正确;据图可知,DNA甲基化后并没有改变基因的序列,但会影响基因的表达过程,因此会改变生物的性状,C项错误;题干中敲除DNMT3基因与取食蜂王浆都能令幼虫发育成蜂王的作用,因此对于幼虫的发育具有相同的作用,D项正确。

答案:C

10.果蝇是做遗传实验很好的材料,当培养温度为25 ℃时,经过12天就可以完成一个世代,每只雌果蝇能产生几百个后代。某一兴趣小组,在暑期饲养了一批纯合长翅红眼果蝇幼虫,准备做遗传实验,因当时天气炎热,气温高达35 ℃以上,他们将果蝇幼虫放在有空调的实验室中,调节室温至25 ℃培养。不料培养到第七天停电,空调停用一天,也未采取其他降温措施。结果培养出的成虫中出现了一定数量的残翅果蝇(有雌有雄)。

(1)由以上事实可以得出,生物的性状不仅由　　　　　控制,同时还受_____

　　　的影响。 

(2)关于本实验中残翅变异的形成有两种观点:

①残翅是单纯温度变化影响的结果,其遗传物质没有发生改变。

②残翅的形成是温度变化引起遗传物质改变造成的。

请设计一个实验探究关于残翅形成的原因,简要写出你的实验设计思路,并对可能出现的结果进行分析。

实验设计思路:_________________________________________________

_____________________________________________________________。 

实验结果分析:_________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 

解析:(1)本该发育为长翅果蝇的幼虫因放在环境温度为35 ℃下而发育为残翅,该事实说明生物的性状不仅由基因控制,同时还受环境的影响。(2)由分析可知,残翅性状的出现在遗传学上称为变异;产生变异的可能的原因有2种:①残翅是由单纯温度变化影响的结果,遗传物质没有发生改变;②残翅的形成是由遗传物质改变引起的。为了研究变异残翅是由哪种原因引起的,实验设计思路为将这些残翅果蝇自由交配繁殖的幼虫在25 ℃下培养;实验结果分析:①如果后代全部是长翅,说明残翅是由温度变化引起的,遗传物质没有发生改变;②如果后代全部是残翅或出现部分残翅,说明残翅是由温度变化导致遗传物质改变引起的。

答案:(1)基因　环境　(2)将这些残翅果蝇自由交配繁殖的幼虫在25 ℃条件下培养　如果后代全部是长翅,说明残翅是由温度变化引起的,遗传物质没有发生变化;如果后代全部是残翅或出现部分残翅,说明残翅是由温度变化导致遗传物质改变引起的