高中生物苏教版 (2019)必修2《遗传与进化》中心法则诠释了基因与生物性状的关系第二课时习题

这是一份高中生物苏教版 (2019)必修2《遗传与进化》中心法则诠释了基因与生物性状的关系第二课时习题，共7页。
1.[2023·江苏淮安高一期末]下图为中心法则图解,有关叙述错误的是( )

A.a表示DNA复制B.c表示翻译
C.e表示RNA复制D.d表示转录
2.[2023·江苏南通海安高级中学高一期中]下图是中心法则的示意图,①~⑤表示过程,其中以脱氧核苷酸为原料合成大分子有机物的过程是( )
A.①②B.②③
C.①③D.④⑤
3.如图为人体中肌肉细胞、未成熟红细胞和神经细胞产生过程的模式图,据图推断关于这三类细胞的叙述,正确的是( )
A.含有的遗传信息相同
B.含有的mRNA完全相同
C.含有的蛋白质种类完全不相同
D.形成的根本原因是基因发生选择性丢失
4.[2023·江苏盐城伍佑中学高二合规性考试模拟]下列有关表观遗传的叙述中,错误的是( )
A.生物体基因的碱基序列发生变异
B.表观遗传在一定条件下可遗传给后代
C.蜂王和工蜂的异型分化是一种表观遗传现象
D.基因组表观遗传修饰有DNA甲基化和组蛋白修饰两种重要形式
5.豌豆的圆粒和皱粒是由等位基因R、r控制的相对性状,当R基因插入一段外来DNA片段时就成为r基因。豌豆种子圆粒性状的产生机制如图所示。请据图回答相关问题。
(1) 过程a称为 ,需要用到的酶为 ,过程b发生的场所是 。
(2)若淀粉分支酶含有350个氨基酸,则过程b最多会有 种tRNA参与。r基因指导合成的蛋白质比淀粉分支酶的氨基酸数目明显减少,推测出现此种情况可能的原因: 。
(3)已知蔗糖甜度比淀粉高,所以新鲜豌豆选择 (填“圆粒”或“皱粒”)豌豆口味更佳。图示过程体现了基因与性状的关系是
。
关键能力提升练
6.(多选)人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病,如图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中能得出的结论是( )
A.基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状
B.基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状
C.一个基因可以控制多种性状
D.一个性状可以由多个基因控制
7.[2023·江苏连云港高一期末]下图为遗传信息传递的过程,下表为几种抗生素的作用机制。结合图表分析,下列叙述正确的是( )
A.环丙沙星和红霉素均能抑制②③过程
B.青霉素和利福平均不能抑制细菌的①过程
C.结核杆菌的①②过程均发生在细胞核中
D.①~⑤过程可发生在人体的健康细胞中
8.[2023·江苏扬州高一期末]DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶(DNMTS)的催化下,将甲基基团转移到胞嘧啶上的修饰方式(如下图)。相关叙述正确的是( )
A.DNA甲基化阻碍RNA聚合酶与起始密码子结合
B.DNA甲基化不改变基因碱基序列仍可遗传给子代
C.人体衰老细胞中所有基因均会发生甲基化而沉默
D.DNA甲基化不利于生物个体的生长、发育和繁殖
9.[2023·江苏淮安、宿迁七校高一期中联考](多选)蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来,以蜂王浆为食的幼虫将发育成蜂王,而以花粉、花蜜为食的幼虫则发育成工蜂,幼虫发育成蜂王的机理如图所示,下列叙述错误的是( )
A.蜂王和工蜂的性状差异与表观遗传有关
B.DNA甲基化水平是发育成蜂王的关键要素
C.DNA甲基化减少是Dnmt3活性降低导致的
D.DNA甲基化使基因碱基序列改变而导致性状改变
10.[2023·江苏宿迁沭阳高一期中](多选)蜂群中能持续获得蜂王浆的雌性幼虫会发育成蜂王。蜂王浆中含有丰富的micrRNA,这些micrRNA被幼虫摄入后与Dnmt3基因的mRNA结合而抑制其表达,从而显著降低幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平。下列说法错误的是( )
A.蜂王浆中的micrRNA可以不经分解而被蜜蜂幼虫吸收
B.micrRNA通过干扰Dnmt3基因的转录来抑制其表达
C.Dnmt3基因的表达产物可能是一种DNA甲基化酶
D.抑制幼虫的dynactinp62基因表达可以使其发育成蜂王
11.下图表示真核细胞中遗传信息的传递过程。请据图回答问题。
(1)科学家克里克提出的中心法则包括图中字母 所示的遗传信息的传递过程。B过程需要的原料是 。
(2) D过程表示tRNA运输氨基酸参与翻译,已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC,某tRNA上的反密码子是AUG,则该tRNA所携带的氨基酸是 。
(3)如果图中④的相对分子质量为2 778,氨基酸的平均相对分子质量为110,考虑终止密码子,则编码④的基因长度至少有 对碱基。
(4)已知B过程是以DNA的一条链为模板合成RNA,若该链的一个碱基被替代,那么对①~④所代表的结构的影响可能是
。
12.[2023·河北石家庄五校高一期中]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,在个体发育过程中得以维持,在下一代配子形成时印记重建。如图为遗传印记对转基因鼠的IGF-2基因(存在功能型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基因来自它的 (填“父方”“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
。
学科素养创新练
13.表现遗传是指DNA序列不改变,而表型发生可遗传的变化的现象。DNA甲基化是表现遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子(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了5-甲基胞嘧啶,但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。请回答。
图1
图2
(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 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)小鼠的A基因可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,缺乏时小鼠表现为个体矮小。在小鼠胚胎中,来自父本的A基因能够表达,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,则F2的表型及其比例应为 。
(4)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的甲基化程度。
第2课时 中心法则、细胞分化的本质和表观遗传
1.D d表示以RNA为模板形成DNA的过程,为逆转录过程,b为转录,D项错误。
2.C ①是DNA的复制,②是转录,③是逆转录,④是RNA的复制,⑤是翻译。以脱氧核苷酸为原料合成的大分子有机物为DNA,则合成DNA的途径有DNA的复制,还有RNA逆转录为DNA,对应的过程有①③。
3.A 肌肉细胞、未成熟红细胞和神经细胞都是由同一个受精卵分裂而来的,含有的遗传信息相同,A项正确;肌肉细胞、未成熟红细胞和神经细胞是细胞分化形成的,而细胞分化的本质是基因的选择性表达,所以这三类细胞遗传物质转录形成的mRNA不完全相同,BD项错误;这三类细胞含有的蛋白质也有相同的,如呼吸酶等,C项错误。
4.A 表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表型却发生了改变,A项错误。
5.答案 (1)转录 RNA聚合酶 核糖体 (2)61 合成的mRNA中提前出现终止密码子 (3)皱粒 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
解析 (1)由分析可知,a是转录过程,需要RNA聚合酶的催化作用;b是翻译过程,发生在核糖体上。(2)b是翻译过程,翻译过程需要tRNA作为运输氨基酸的工具,淀粉分支酶含有350个氨基酸,最多会有61种tRNA参与翻译过程;由题意知,与R基因相比,r基因的长度增加,r基因指导合成的蛋白质比淀粉分支酶的氨基酸数目明显减少,可能的原因是插入一个DNA片段后,合成的mRNA上的终止密码子提前出现。(3)由题图可知,蔗糖转化成淀粉后,淀粉吸水能力强,豌豆种子表现为圆粒,因此皱粒种子蔗糖含量高,口味好;该图体现了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。
6.BCD 该图表示的是基因通过控制酶的合成控制代谢进而控制生物的性状,A项错误,B项正确;基因1发生变化,会影响黑色素和多巴胺的合成,同时苯丙酮酸的含量增加,由此可以推出,一个基因可以控制多种性状,C项正确;黑色素的形成是由基因1和基因2共同控制的,多巴胺是由基因1和基因4共同控制的,由此可以推出一个性状可由多个基因控制,D项正确。
7.B 环丙沙星能抑制细菌DNA解旋酶的活性,因此会抑制细菌的①过程,而红霉素能与核糖体结合,因此会抑制细菌的③过程,A项错误;青霉素能抑制细菌细胞壁的合成,与①过程无关,利福平能抑制RNA聚合酶的活性,因此会抑制细菌的②过程,不会抑制①过程,B项正确;①为DNA的复制过程,②为转录过程,对真核生物来说,这两个过程均可发生在细胞核,但结核杆菌是原核生物,没有细胞核,C项错误;④为RNA的复制过程,⑤为逆转录过程,④⑤过程只能发生在少数病毒中,在人体的健康细胞中不会出现④⑤过程,D项错误。
8.B 在转录过程中,DNA甲基化阻碍转录,A项错误;分析题图可知,DNA甲基化不改变基因碱基序列,只是发生了化学基团的修饰,可以遗传给子代,B项正确;人体衰老细胞中仍有一些基因会正常地表达,并非都发生甲基化而沉默,C项错误;在正常生命历程中,细胞中的基因会选择性表达,说明特定基因的甲基化导致其沉默,是有利于生物个体的生长、发育和繁殖的,D项错误。
9.CD 由题意可知,以蜂王浆为食的幼虫将发育成蜂王,而以花粉、花蜜为食的幼虫则发育成工蜂,据图可推测蜂王浆中的物质会抑制Dnmt3基因的表达,从而导致DNA甲基化减少,C项错误;表观遗传中碱基序列未改变,D项错误。
10.BD 由题干信息“micrRNA被幼虫摄入后与Dnmt3基因的mRNA结合”,可知蜂王浆中的micrRNA被雌性幼虫摄入后不经分解而被蜜蜂幼虫吸收,A项正确;micrRNA与Dnmt3基因的mRNA结合,从而使Dnmt3基因的翻译受抑制,B项错误;Dnmt3基因的mRNA的翻译受抑制后,显著降低幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平,可知Dnmt3基因的表达产物可能是一种DNA甲基化酶,C项正确;显著降低幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平,可以促进幼虫的dynactinp62基因表达,可以使其发育成蜂王,D项错误。
11.答案 (1)A、B、C 游离的4种核糖核苷酸 (2)酪氨酸
(3)93 (4)结构不变或改变肽链中一个氨基酸或肽链长度改变或肽链无法合成
解析 (1)科学家克里克提出的中心法则包括DNA自我复制、DNA的转录和翻译,图中用A、B、C表示。B过程是DNA的转录,需要的原料是游离的4种核糖核苷酸。(2)tRNA上的反密码子(AUG)与mRNA上的密码子互补配对,密码子是UAC,代表的氨基酸是酪氨酸。(3)假设氨基酸的个数为m个,则m×110-18×(m-1)=2778,求得m=30,据题意考虑终止密码子,则编码④的基因长度至少有30×3+3=93对碱基。(4)由于密码子具有简并性,所以若该链的一个碱基被替代,那么对①~④所代表的结构的影响可能是结构不变或改变肽链中一个氨基酸或肽链长度改变或肽链无法合成。
12.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
解析 (1)雌配子中印记重建后,A基因仅仅发生了甲基化,其碱基序列保持不变,但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(雄配子中印记重建是将等位基因A、a全部去甲基化;雌配子中印记重建是将等位基因A、a全部甲基化),亲代雌鼠的A基因未甲基化,说明该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。
13.答案 (1)不会 (2)半保留复制 半 维持甲基化酶 (3)全部正常 正常∶矮小=1∶1 (4)DNA复制 胞嘧啶
解析 (1)表现遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,而表型发生可遗传变化的现象,所以DNA甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列。(2)DNA复制方式为半保留复制;图2中①过程的产物都是半甲基化的;由于从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化,而维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点,使其全甲基化,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全甲基化状态。(3)若纯合矮小雌鼠(aa)与纯合正常雄鼠(AA)杂交,则F1的基因型均为Aa,且其中来自父本的A能够表达,来自母本的a不能表达,因此F1的表型是全部正常。F1雌雄个体(父Aa×母Aa)间随机交配,由于来自父本的A及其等位基因能够表达,来自母本的则不能表达,则F2的表型及其比例应为正常∶矮小=1∶1。(4)5-氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病,由于甲基化离不开甲基化酶,由此可推知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。
抗菌药物
抗菌机制
青霉素
抑制细菌细胞壁的合成
环丙沙星
抑制细菌DNA解旋酶的活性(可促进DNA螺旋化)
红霉素
能与核糖体结合
利福平
抑制RNA聚合酶的活性