高三生物二轮复习练习：基因表达与性状的关系

基因表达与性状的关系练习一、选择题1．囊性纤维化是编码细胞膜上CFTR蛋白(主动转运氯离子的载体蛋白)的基因发生突变引起的，该突变导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，进而导致氯离子运输障碍，使得氯离子在细胞内积累。下列有关该病的叙述错误的是()A．该病例说明基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状B．CFTR蛋白缺少了苯丙氨酸说明编码的基因发生了碱基对的缺失C．氯离子在细胞内积累会导致细胞内液渗透压上升使水分子出细胞受阻碍D．编码CFTR蛋白的基因存在多种突变形式，体现了基因突变的随机性2．豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状，皱粒豌豆的产生是由于在圆粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶不能正常合成，使淀粉合成受阻。下列叙述错误的是()A．控制圆粒和皱粒性状的基因根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同B．上述实例中插入一段外来DNA序列引起的变异类型是染色体结构变异C．上述实例说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体性状D．淀粉分支酶基因异常的豌豆表现为皱粒与淀粉的亲水性有关3．DNA上的遗传信息是如何控制生物体性状的呢？最初科学家发现了基因和酶之间的特殊关系，于是就提出了一个基因一个酶的假说，后来又拓宽为一个基因一个蛋白质。下列叙述错误的是()A．实际上许多蛋白质是由两条或多条相同或不同的多肽链构成的B．有些基因编码的产物是不同种类的RNA，如tRNA和rRNAC．基因是DNA上的一段编码某种多肽链或RNA的序列D．一个基因一个酶说明机体只能通过控制酶的合成控制生物体性状4．在胚胎学研究中，人们注意到细胞间的相互作用对细胞分化和器官构建有一定的影响，还有实验证明，改变细胞所处的位置可导致细胞分化方向发生改变。下列关于细胞分化的叙述不正确的是()A．细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞分化完全由基因决定B．已分化的细胞仍可具有细胞分裂能力C．人口腔上皮细胞的形成是细胞分裂、分化的结果D．改变细胞所处的位置可导致细胞分化方向发生改变，可能与周围细胞分泌的信号分子的诱导有关5．DNA甲基化会抑制相关基因的表达。在细胞分化过程中，细胞内的DNA甲基化水平会明显提高。下列叙述错误的是()A．DNA甲基化不改变基因的碱基序列，故不能遗传给后代B．细胞分化过程中，其形态、结构和生理功能均会发生改变C．细胞可通过改变DNA的甲基化水平实现基因的选择性表达D．受精卵中可能存在去甲基化酶，以降低DNA的甲基化水平6．柳穿鱼是一种园林花卉，其花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。图1所示两株柳穿鱼植株A和B花的形态结构不同，但它们体内的Lcyc基因序列相同，只是植株A的Lcyc基因在开花时表达，植株B的Lcyc基因不能表达，研究表明植株B的Lcyc基因不能表达的原因如图2所示。科学家将这两个植株作为亲本进行杂交，F1的花与植株A的相似，F1自交得到的F2中绝大部分植株的花与植株A的相似，少部分植株的花与植株B的相似。根据资料分析以下描述正确的是()A．F1植株体内所含Lcyc基因的表达情况是相同的B．植株B由于碱基序列发生变化而产生了可遗传的变异C．植株B的Lcyc基因某些碱基连接了甲基而不能表达D．柳穿鱼花的不同形态表明性状是基因与环境相互作用的结果7．人类基因组中有数以万计的基因，但在细胞内并非所有的基因都表达，因此需要“关闭”部分基因。rest基因编码的R蛋白能抑制其他基因的表达。R蛋白通过使组蛋白去乙酰化来抑制相关基因的表达。在动物模型实验中发现，R蛋白含量降低的动物，会出现神经兴奋活动增强以及更早死亡的现象。下列推断不合理的是()A．rest基因可能参与细胞分化和个体发育B．组蛋白的乙酰化会抑制相关基因的转录C．增强rest基因的表达可能会使神经兴奋性降低D．抑制rest基因的表达可能会导致动物寿命缩短8．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，如DNA的甲基化，甲基化的Lcyc基因不能与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，从而抑制了基因的表达。下列有关说法错误的是()A．吸烟者精子中的DNA的甲基化水平明显升高，这说明发生了基因突变B．DNA甲基化可在不改变基因碱基序列的前提下实现对基因表达的调控C．基因型相同的同卵双胞胎所具有的微小差异可能与表观遗传有关D．DNA碱基序列的甲基化程度越高，基因的表达受到的抑制效果越明显9．DNA缠绕在组蛋白周围形成核小体，是染色质的结构单位。组蛋白的乙酰化是由乙酰化酶催化，乙酰化会弱化组蛋白和DNA的相互作用，疏松了染色质的结构，细胞内还存在组蛋白去乙酰化酶，使组蛋白去乙酰化，进而调控基因的表达。下列说法错误的是()A．组蛋白的乙酰化可使生物表型发生可遗传变化B．组蛋白去乙酰化伴随着对基因转录的抑制C．组蛋白去乙酰化酶与染色体形态构建有关D．染色质中的组蛋白乙酰化和去乙酰化是可逆反应10．动物的昼夜节律与周期基因密切相关，该基因的表达及调控过程如图所示，其编码的蛋白质PER在夜间累积而在白天降解。下列相关叙述不正确的是()A．①过程中游离的核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键相互连接B．②过程中一个mRNA分子能翻译出多个PER蛋白C．周期基因的表达与调控可能发生在垂体某些细胞中D．TIM与PER的结合物影响周期基因的表达11．已知组蛋白乙酰化与去乙酰化分别是由HAT(组蛋白乙酰化转移酶)和HDAC(去乙酰化转移酶)催化的，组蛋白的乙酰化促进转录，而去乙酰化则抑制转录。染色质上的组蛋白被乙酰化后成为活性染色质、去乙酰化后成为非活性染色质，如图所示。下列相关推测不合理的是()A．染色质中的组蛋白乙酰化与去乙酰化不属于可逆反应B．HDAC复合物使组蛋白去乙酰化伴随着对基因转录的抑制C．激活因子、抑制因子可能改变了组蛋白的空间结构D．活性染色质更便于DNA聚合酶与DNA的结合二、非选择题12．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________________。(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。在细胞内，少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质，原因是________________________________________________(答出1点即可)。(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：取多只________________________，均分为A、B两组，A组不做处理，B组________________________，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。实验现象：____________________________________________________________________________________________________________________________________。13．番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程，导致果实颜色及硬度等发生变化。果实颜色由果皮和果肉颜色决定。为探究番茄果实成熟的机制，科学家进行了相关研究。(1)果皮颜色由一对等位基因控制。果皮黄色与果皮无色的番茄杂交所得的F1果皮为黄色，F1自交所得的F2果皮颜色及比例为________________。(2)野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体，甲(基因A突变为a)果肉黄色，乙(基因B突变为b)果肉橙色。用甲、乙进行杂交实验，结果如图1。据此，写出F2中黄色的基因型：________________。(3)深入研究发现，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，如图2。上述基因A、B以及另一基因H均编码与果肉颜色相关的酶，但H在果实中的表达量低。根据上述代谢途径，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。(4)有一果实不能成熟的变异株M，果肉颜色与甲相同，但基因A并未突变，而调控基因A表达的基因C转录水平极低。基因C在果实中特异性表达，敲除野生型中的基因C，其表型与M相同。进一步研究发现M中基因C的序列未发生改变，但其甲基化程度一直很高。推测果实成熟与基因C甲基化水平改变有关。欲为此推测提供证据，合理的方案包括________，并检测基因C的甲基化水平及表型。①将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M②敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因③将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M④将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型答案：1．D解析：编码CFTR蛋白的基因存在多种突变形式，体现了基因突变的不定向性，D错误。2．B解析：皱粒豌豆的产生是由于在圆粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，控制圆粒和皱粒性状的基因根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同，该变异类型是基因突变，A正确、B错误；豌豆的圆粒和皱粒性状与淀粉含量有关，淀粉的合成受淀粉分支酶基因控制，该实例能说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，间接控制生物体的性状，C正确；淀粉亲水性强，所以淀粉分支酶基因异常的豌豆淀粉合成受阻，淀粉含量低，亲水性差，表现为皱缩，D正确。3．D解析：有些蛋白质由多条肽链构成，这些肽链有的相同也有的不同，A正确；人类基因组中含有一些非编码序列，可以转录出非编码RNA，它们不能编码蛋白质，但有重要的生理和生化功能，如tRNA可以转运氨基酸识别密码子，rRNA组成核糖体，B正确；基因是DNA上的一段编码某种多肽链或RNA的序列，C正确；基因可以通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物体的性状，基因也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。4．A解析：细胞分化是基因选择性表达的结果，结合题意，人们注意到细胞间的相互作用对细胞分化和器官构建有一定的影响，由此可知细胞分化不完全由基因决定，A错误；随着细胞分化程度的加深，细胞的分裂能力逐渐下降，已分化的细胞在特定条件下也可以分裂、分化，B正确；人口腔上皮细胞的形成是细胞分裂、分化的结果，C正确；由题意可知，改变细胞所处的位置可导致细胞分化方向改变，可能与周围细胞分泌的信号分子的诱导有关，D正确。5．A解析：DNA甲基化是表观遗传的一种，该过程不改变基因的碱基序列，但能遗传给后代，A错误；细胞分化过程中，会发生基因的选择性表达，其形态、结构和生理功能均会发生改变，使细胞种类增多，功能趋向于专门化，B正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，甲基化可以调控基因的选择性表达，进而调控分化细胞的功能，C正确；酶具有专一性，受精卵中可能存在去甲基化酶，以降低DNA的甲基化水平，D正确。6．C解析：题干中提到F1自交后代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，这说明F1植株体内所含Lcyc基因的表达情况并不相同，A错误；植株B并不是因为碱基序列的变化而产生的变异，而是因为某些碱基序列出现了甲基化，B错误；根据图2可以看出，植株B的Lcyc基因不能表达的原因是某些碱基连接了甲基，C正确；柳穿鱼花的不同形态主要体现了基因对性状的影响，D错误。7．B解析：rest基因编码的R蛋白能抑制其他基因的表达，而细胞分化是基因选择性表达的结果，故rest基因可能参与细胞分化和个体发育，A不符合题意；由题意可知，R蛋白通过使组蛋白去乙酰化来抑制相关基因的表达，基因的表达包括基因的转录和翻译，故组蛋白的乙酰化不会抑制相关基因的转录，B符合题意；由题意可知，R蛋白含量降低的动物，会出现神经兴奋活动增强，R蛋白是rest基因的表达产物，能抑制其他基因的表达，故增强rest基因的表达可能会使神经兴奋性降低，C不符合题意；R蛋白含量降低的动物，会出现神经兴奋活动增强以及更早死亡的现象，且R蛋白是rest基因的表达产物，故抑制rest基因的表达，R蛋白含量会降低，可能会导致动物寿命缩短，D不符合题意。8．A解析：DNA甲基化为DNA化学修饰的一种形式，能够在不改变DNA序列的前提下，改变遗传表现，吸烟者精子中DNA的甲基化水平升高，只是基因的表达受影响，并没有发生基因突变，A错误；DNA的甲基化不会改变基因的碱基序列，甲基化基因无法进行转录产生相关mRNA，也就无法进行翻译合成相关蛋白质，从而抑制了基因的表达，B正确；基因组成相同的同卵双胞胎中基因序列的甲基化程度可能不同，表现出的微小差异可能与表观遗传有关，C正确；基因碱基序列的甲基化程度越高，RNA聚合酶越不容易与DNA结合，基因的表达受到的抑制越明显，D正确。9．D解析：组蛋白的乙酰化修饰使得DNA分子片段缠绕力量减弱，从而促进转录，最终使生物表型发生可遗传变化，A正确；组蛋白去乙酰化能抑制相关基因的转录，进而影响性状，B正确；组蛋白去乙酰化酶有利于染色体形态的构建，C正确；催化组蛋白乙酰化与去乙酰化的酶不同，反应条件不同，故不是可逆反应，D错误。10．C解析：①过程表示转录，游离的核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键相互连接，A正确；②过程表示翻译，该过程中一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，翻译出多个PER蛋白，B正确；下丘脑与动物的节律有关，因此周期基因的表达与调控可能发生在下丘脑某些细胞中，C错误；基因的表达包括转录和翻译，由图可看出，TIM与PER的结合物影响该基因的转录，故TIM与PER的结合物影响周期基因的表达，D正确。11．D解析：催化乙酰化与去乙酰化的酶不同，反应条件不同，故不是可逆反应，A正确；HDAC催化去乙酰化，而去乙酰化抑制转录，B正确；激活因子、抑制因子使组蛋白乙酰化与去乙酰化，可能改变了组蛋白的空间结构，C正确；在HAT复合物作用下染色质具有转录活性，更便于RNA聚合酶与DNA的结合，D错误。12．(1)细胞核CUUGCCAGC(2)不会一个mRNA分子可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链(3)生理状况相同的雌蜂幼虫注射适量的DNMT3siRNAA组发育成工蜂，B组发育成蜂王解析：(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。(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。故实验思路为取多只生理状况相同的雌蜂幼虫，均分为A、B两组；A组不做处理，B组注射适量的DNMT3siRNA，其他条件相同且适