高中第2节 基因表达与性状的关系课时训练

第2节　基因表达与性状的关系

基础过关练

题组一　基因表达产物与性状的关系

1.(2021湖北黄冈黄梅国际育才中学高一月考)下列关于基因、性状以及两者的关系叙述正确的是              (　　)

A.基因能够通过表达,实现遗传信息在亲代和子代之间的传递

B.基因在染色体上呈线性排列,基因的前端有起始密码子,末端有终止密码子

C.人的白化病是由于基因不正常而合成过多的酪氨酸酶,将黑色素转变为酪氨酸,而表现出白化症状

D.基因对性状的直接控制,说明了蛋白质是生物性状的表现者

2.(2021湖北荆州中学高二月考)基因控制生物体的性状。下列有关叙述正确的是              (　　)

A.基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,如镰状细胞贫血

B.基因可通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物体的性状,如囊性纤维化

C.基因与性状之间是一一对应的关系

D.基因型相同的个体表型都相同,表型相同的个体基因型可能不同

3.(2021安徽安庆潜山二中高二月考改编)如图表示基因对性状的控制过程,据图回答以下问题:

(1)图中基因1和基因2　　　(填“可以”或“不可以”)存在同一细胞中。 

(2)图中过程b在生物学上称为　　　,最终形成的蛋白质不同的根本原因是　　　　　　　　　　　　。 

(3)图中基因1是通过控制　　　　　　　　控制人的性状的。若基因2不能表达,则人会患白化病,体现的基因表达产物与性状的关系是　。 

题组二　基因的选择性表达与细胞分化

4.(2021辽宁实验中学高一期中)下列对细胞分化不同水平的分析中,错误的是 (　　)

A.从细胞水平分析,细胞分化时细胞形态、结构和功能发生了改变

B.从细胞器水平分析,细胞分化时细胞器的数目、种类发生了改变

C.从核酸角度分析,细胞分化是基因选择性表达的结果

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,这也是细胞分化的根本原因

5.(2021安徽合肥六一八中学高一期中)管家基因是维持细胞基本代谢所必需的,是在所有细胞中都表达的基因;将只在某类细胞中特异性表达的基因称为奢侈基因。同种生物不同类型的正常体细胞,其基因表达情况如图所示。下列说法不正确的是              (　　)

A.叶绿体基因是奢侈基因,ATP合成酶基因是管家基因

B.若图中的基因a~f中有一种是能催化葡萄糖分解成丙酮酸等物质的酶的基因,则该基因最可能是基因b

C.同一个体多种体细胞之间具有相同的管家基因和不同的奢侈基因

D.细胞分化的本质是奢侈基因的选择性表达

题组三　分析表观遗传

6.(2021山东菏泽郓城高级中学高一月考)表观遗传指生物体基因的碱基序列没有改变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,对此现象的叙述错误的是              (　　)

A.同卵双胞胎之间的差异是由遗传物质改变引起的

B.细胞质中的调控因子对基因的表达起调节作用

C.正常的细胞分化可以体现出细胞层次上的表观遗传

D.若基因的启动部位被修饰,则可能遏制了RNA聚合酶的识别

7.(2021山东济南莱芜一中月考改编)多组黄色小鼠(AvyAvy)与黑色小鼠(aa)杂交,F1中小鼠表现出不同的体色,是介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。经研究,不同体色小鼠的Avy基因中碱基序列相同,但其上二核苷酸胞嘧啶(CpG)有不同程度的甲基化现象。甲基化程度越高,Avy基因的表达受到的抑制越明显。有关推测错误的是              (　　)

A.基因的甲基化使Avy基因的碱基排列顺序发生改变

B.无法用孟德尔的遗传定律解释基因的甲基化现象

C.基因的甲基化程度越高,F1小鼠体色的颜色就越接近黑色

D.基因的甲基化可能阻止RNA聚合酶与该基因的结合

能力提升练

题组一　分析基因表达与性状之间的关系

1.(2021辽宁抚顺重点高中高一期末联考,)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颜色变化途径示意图:

从图中不能得出的是 (　　)

A.基因与性状之间不是简单的线性关系

B.基因可以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

C.生物的性状由基因决定,也受环境影响

D.若基因①不表达,则基因②和基因③也不表达

2.(不定项)(2021山东泰安高一期末改编,)在原核生物的基因表达的调控中存在一种负转录调控机制,阻遏蛋白对于操纵基因有很高的亲和性,在缺乏诱导因子时,阻遏蛋白总是结合在操纵基因上,使得邻近的结构基因不能转录。但当诱导因子存在时,它和阻遏蛋白结合形成了阻遏蛋白复合体,使阻遏蛋白不再和操纵基因结合,如图所示。下列有关说法不正确的是              (　　)

A.参与图示过程的碱基有5种,RNA有3种

B.在细菌内先进行过程①后进行过程②

C.诱导因子通过抑制阻遏蛋白基因的表达来发挥调控作用

D.负转录调控体现了基因通过控制酶的合成控制生物性状

题组二　基因表达和表观遗传的综合

3.(不定项)()在十多年前,诺贝尔生理学或医学奖得主发现,他们能够将短RNA分子插入线虫中并沉默特定基因的表达。今天,研究人员也常常使用这种强大的RNA干扰方法来研究哺乳动物系统中的特定基因功能。RNA干扰的作用机理如图。有关说法正确的是　              (　　)

A.蛋白质复合体Ⅰ和蛋白质复合体Ⅱ具有催化作用

B.该调控机制使“基因沉默”不能表达,属于转录前水平的调控

C.RNA干扰现象是由于细胞内的某些双链RNA破坏了正常的基因结构,使基因无法表达

D.将双链RNA的两条链分别注入细胞没有引起RNA干扰现象,说明蛋白质复合体Ⅰ只能识别双链RNA,不能识别单链RNA

4.(2021湖北十堰高一期末联考,)表观遗传是指生物体基因的碱基序列不改变,而基因的表达和表型发生可遗传的改变。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一,如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。某种动物的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是该动物正常发育必需的一种蛋白质,缺乏IGF-2时该动物表现为个体矮小。在其胚胎中,来自父本的A基因及其等位基因能够表达,来自母本的则不能表达。检测发现,这对基因的启动子(可驱动基因转录出mRNA,最终获得所需要的蛋白质)在精子中是非甲基化的,在卵细胞中则是甲基化的。根据上述材料,回答下列问题:

(1)由上述材料可知,若某基因甲基化后可转录,则甲基化　　　　(填“会”或“不会”)改变基因转录产物的碱基序列;对于该动物,甲基化　　　　(填“会”或“不会”)影响母本的A基因的表达。 

(2)若让纯合矮小雌性个体与纯合正常雄性个体杂交,则F1的表型为　　　　。F1雌雄个体间随机交配,F2的表型及其比例应为　　　　。结合F1配子中A基因及其等位基因启动子的甲基化状态,分析F2出现这种比例的原因:　。 

答案全解全析

第2节　基因表达与性状的关系

基础过关练

1.D　基因能够通过复制,实现遗传信息在亲代和子代之间的传递,A错误;基因在染色体上呈线性排列,密码子位于mRNA上,基因上无密码子,B错误;人的白化病是由于编码酪氨酸酶的基因异常而酪氨酸酶缺乏,不能将酪氨酸转变为黑色素,进而表现出白化症状,C错误;基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状(教材第71页),说明了蛋白质是生物性状的表现者,D正确。

2.A　基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,如镰状细胞贫血、囊性纤维化等,A正确,B错误;基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系(教材第74页),C错误;基因型相同的个体表型不一定相同,表型相同的个体基因型可能不同,D错误。

3.答案　(1)可以　(2)翻译　基因不同(或DNA中碱基序列不同)　(3)蛋白质的结构直接　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

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,因此图中基因1和基因2可以存在于同一细胞中。(2)图中的M1与M2为mRNA,过程b是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,因此在生物学上称为翻译,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)。(3)血红蛋白为结构蛋白,可见,图中基因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,酪氨酸就不能转变为黑色素,进而患白化病,此处体现的基因表达产物与性状的关系是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。

4.D　从细胞水平分析,细胞分化时细胞形态、结构和功能发生了改变,A正确;从细胞器水平分析,细胞分化时细胞器的数目、种类发生了改变,B正确;从核酸角度分析,细胞分化是基因选择性表达的结果,C正确;从蛋白质分子角度分析,细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果,但这不是细胞分化的根本原因,D错误。

5.C　叶绿体基因只在能进行光合作用的细胞内表达,是奢侈基因,所有活细胞均可进行细胞呼吸合成ATP,ATP合成酶基因是管家基因,A正确。所有活细胞均可进行细胞呼吸,葡萄糖分解成丙酮酸是细胞呼吸的第一阶段,所以与催化葡萄糖分解成丙酮酸等物质的酶对应的基因属于管家基因;据图分析,该基因最可能是基因b,B正确。同一个体多种体细胞之间的管家基因和奢侈基因都相同,只是奢侈基因发生选择性表达,C错误;细胞分化的本质是不同细胞奢侈基因的选择性表达,D正确。

6.A　基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关(教材第74页),遗传物质并未改变,A错误;细胞质中的调控因子对基因的表达起调节作用,B正确;由同一受精卵分裂分化形成的细胞遗传物质相同,但结构与功能不同,所以正常的细胞分化可以体现出细胞层次上的表观遗传,C正确;RNA聚合酶识别并结合基因的启动部位,开始转录过程,若基因的启动部位被修饰,则可能遏制了RNA聚合酶的识别,D正确。

7.A　题干说明不同体色小鼠的Avy基因中碱基序列相同,说明基因的甲基化不改变基因的碱基排列顺序,A错误;基因的甲基化现象不遵循孟德尔的遗传定律,B正确;基因的甲基化程度越高,Avy基因的表达受到的抑制越明显,F1小鼠体色的颜色就越接近黑色,C正确;基因的甲基化可能阻止RNA聚合酶与该基因的结合,抑制Avy基因的表达,D正确。

能力提升练

1.D　根据题图信息可知,花的颜色由多对基因共同控制,基因与性状之间不是简单的线性关系,A不符合题意;题图中,花色的形成需要多种酶的参与,故调控途径为基因可以通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物体的性状,B不符合题意;花青素受多个基因控制,且在不同条件(酸、碱)下显示不同颜色,说明生物性状由基因决定,也受环境影响,C不符合题意;基因之间具有独立性,基因①是否表达不影响基因②③的表达,且从图中也不能得出若基因①不表达,则基因②和基因③也不表达的结论,D符合题意。

2.BCD　图示过程包括转录和翻译,构成DNA和RNA的碱基共有5种,分别是A、T、C、G、U,RNA有3种,分别是mRNA、tRNA和rRNA,A正确;在细菌内过程①转录和过程②翻译同时进行,B错误;结合题图信息可知,诱导因子并不影响阻遏蛋白基因的表达,而是通过与阻遏蛋白结合来发挥调控作用,C错误;阻遏蛋白不是酶,负转录调控通过诱导因子发挥调控作用,没有体现基因通过控制酶的合成控制生物性状,D错误。

3.AD　蛋白质复合体Ⅰ能够将双链RNA切割成片段,蛋白质复合体Ⅱ又将一条RNA链分解,说明它们具有催化作用,A正确;mRNA与单链RNA结合,使mRNA不能翻译,故推测该调控机制使“基因沉默”不能表达,属于转录后水平的调控,且该项技术并未破坏正常的基因结构,B、C错误;将双链RNA的两条链分别注入细胞没有引起RNA干扰现象,说明蛋白质复合体Ⅰ只能识别双链RNA,不能识别单链RNA,D正确。

4.答案　(1)不会　会　(2)全部正常　正常∶矮小=1∶1　卵细胞中的A基因及其等位基因由于启动子甲基化都不表达,含A基因的精子∶含a基因的精子=1∶1且均可以正常表达

解析　(1)分析题意可知,DNA甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列。对于该动物,甲基化会影响母本的A基因的表达。(2)由于在胚胎中,来自父本的A基因及其等位基因能够表达,所以纯合矮小雌性个体与纯合正常雄性个体杂交,F1的表型应为全部正常。卵细胞中的A基因及其等位基因由于启动子甲基化都不表达,含A基因的精子∶含a基因的精子=1∶1且均可以正常表达,所以F1雌雄个体间随机交配,F2的表型及其比例应为正常∶矮小=1∶1。