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（12）基因表达与性状的关系
——高一生物学人教版（2019）必修二期末易错题集训
【易错点分析】
1.表观遗传：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。（属于可遗传变异）
2.表观遗传的原因：①DNA 甲基化：影响转录。②染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰：影响转录。
3.生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变。
4.基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状，细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的。细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变。在大多数情况下，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。同时，生物体的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有着重要影响。基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。
【易错题训练】
1.下列有关基因的表达及调控的叙述，正确的是（ ）
A.细胞分化的本质是基因的选择性表达
B.RNA聚合酶识别起始密码子
C.DNA发生甲基化修饰，直接使基因表达的翻译过程受到抑制
D.tRNA是由三个碱基组成的
2.关于基因表达与性状关系的叙述，错误的是（ ）
A.白化病人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，不能合成黑色素
B.Lcyc基因的甲基化可抑制该基因的表达，进而影响柳穿鱼花的形态结构
C.基因与性状并不是简单的一一对应关系，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.基因与基因、基因与环境间相互作用形成的复杂网络即可调控生物体的性状
3.如图所示为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述正确是（ ）
A.①②或⑥⑦都表示基因的表达过程，但发生在不同细胞中
B.基因1和基因2的遗传一定遵循基因的自由组合定律
C.生物体中一个基因只能决定一种性状
D.⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成，直接控制生物体的性状
4.PEP为油菜细胞中的一种中间代谢产物，在两对独立遗传的等位基因A/a、B/b的控制下，可转化为油脂或蛋白质。某科研组研究出产油率更高的油菜品种，基本原理如下图所示。下列分析不正确的是（ ）
A.图中过程①③所需酶的种类不同
B.基因B和物质C在物质组成上的差别是碱基种类不同
C.该过程中体现了基因可以通过控制酶的合成间接控制性状
D.图中过程④是通过诱导b链的转录提高油菜出油率
5.磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）是某油料作物细胞中的一种中间代谢产物，在两对独立遗传的基因（A和a、B和b）的控制下，可转化为油脂或蛋白质。某科研小组通过RNA干扰的方式获得了产油率更高的品种，基本原理如下图所示。下列说法正确的是（ ）
A.产油率高的植株和产蛋白高的植株的基因型分别为AAbb、aaBB
B.图示中过程①与过程②所需要的嘧啶碱基数量一定相同
C.该研究通过抑制基因B表达过程中的翻译阶段来提高产油率
D.图示表明基因是通过控制蛋白质和脂质的合成来控制性状的
6.大肠杆菌的R1质粒上存在hok基因，能编码产生一种毒蛋白，会导致自身细胞裂解死亡，另外一个sok基因能够阻止细胞死亡。具体过程如图所示，关于此过程，下列说法正确的是（ ）
A.有sok基因存在的细胞，hok基因不能正常转录
B.大肠杆菌hok基因的遗传遵循基因分离定律
C.若sokmRNA中A+U的比例为m，则hokmRNA中该比例不一定为m
D.该过程体现了基因可以通过控制酶的合成来控制生物性状
7.家鸽体内某两种蛋白质可以形成含铁的杆状多聚体，该多聚体能识别外界磁场并自动顺应磁场方向排列。编码这两种蛋白质的基因仅在家鸽的视网膜细胞中共同表达。研究表明，这两个基因中的任何一个发生突变都会导致杆状多聚体的空间结构发生改变，进而使其功能丧失。下列说法错误的是（ ）
A.在生物体中基因与性状是一一对应的关系
B.家鸽的其他体细胞中没有含铁的杆状多聚体，但都含有这两个基因
C.以上事例说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
D.若要分别验证这两个基因对家鸽行为的影响，可运用减法原理设计实验
8.表观遗传中生物表型的改变可能是通过DNA甲基化等机制来实现。某基因上富含CG重复序列，其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶，仍能在DNA复制过程中与鸟嘌呤互补配对，但甲基化会抑制基因的表达。5-氮杂胞苷（AZA）常用于DNA甲基化引起疾病的临床治疗。下列叙述错误的是（ ）
A.在正常人体的胰岛B细胞中，呼吸酶基因、胰岛素基因处于非甲基化的状态
B.5-AZA用于临床治疗的机制可能是它能降低导致DNA甲基化相关酶活性
C.甲基化的DNA分子仍能完成复制过程，且其合成的子代DNA碱基序列保持不变
D.DNA甲基化程度较高导致基因不表达的原因可能是影响了DNA与DNA聚合酶的结合
9.如图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，癌症的发生涉及原癌基因和抑癌基因一系列遗传或表观遗传的变化，最终导致细胞不可控地增殖。下列叙述正确的是（ ）
A.图中甲基化的DNA复制后发生去甲基化
B.图中DNA的甲基化会影响基因的转录和复制过程
C.抑癌基因的甲基化可能提高后代癌症发病率
D.酶A是将模板链上的甲基转移到子链上
10.给蜜蜂的雌性幼虫喂食蜂王浆，它们将发育为蜂王；若喂食花蜜，它们将发育为工蜂。降低DNA甲基化酶（能实现甲基化修饰）的表达后，即使给蜜蜂的雌性幼虫喂食花蜜，它们也会发育为蜂王。下列相关叙述错误的是（ ）
A.雌性蜜蜂的发育机制是自然选择的结果
B.蜂王浆可以提高蜜蜂雌性幼虫DNA的甲基化程度
C.DNA甲基化不会改变碱基的排列顺序
D.工蜂DNA的甲基化程度要高于蜂王
11.柳穿鱼Lcyc基因控制着花的形态结构， Lcyc基因在开花时表达使花呈左右对称，该基因高度甲基化后不表达，柳穿鱼的花就呈中心对称。下列有关叙述正确的是（ ）
A.甲基化直接抑制Lcyc基因的翻译过程
B.甲基化导致Lcyc基因编码的蛋白质结构改变
C.Lcyc基因的甲基化不改变基因储存的遗传信息
D.DNA甲基化修饰后会使DNA聚合酶不能对其发挥作用
12.DNA甲基转移酶（DNMTs）能催化抑癌基因甲基化，DNA甲基化对基因表达的影响如图所示。研究表明，萝卜硫素具有抗肿瘤的作用，下列有关叙述正确的是（ ）
A.神经细胞已经高度分化，一般不再分裂，其细胞中的DNA不存在甲基化
B.萝卜硫素可能通过抑制DNMTs的活性，抑制肿瘤细胞增殖
C.甲基化若发生在构成染色体的组蛋白上，则不会影响基因表达
D.DNA甲基化会改变DNA的空间结构，使DNA无法复制
13.某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因组。雌性工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，若喂食蜂王浆，也能发育成为蜂王。利用分子生物学技术降低DNA甲基化酶的表达后，即使一直喂食花蜜花粉，雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王。下列推测正确的是（ ）
A.花蜜花粉可降低幼虫发育过程中DNA的甲基化
B.蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂
C.蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度
D.DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件
14.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
15.转铁蛋白（Tf）能与细胞质膜上的转铁蛋白受体（TfR）结合，介导铁元素进入细胞。细胞中转铁蛋白受体mRNA的稳定性受细胞内Fe3+含量的调节（如图），铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA上一段富含A、U的碱基序列。当细胞中Fe3+浓度较高时，铁调节蛋白结合Fe3+而不能与铁反应元件结合，导致转铁蛋白受体mRNA易被水解；反之，转铁蛋白受体mRNA难被水解。据图回答：
（1）转铁蛋白受体mRNA合成过程中，需要的条件主要有DNA模板、_____、_____和能量等。
（2）经检测，某人转铁蛋白受体基因中的碱基对发生改变，但转铁蛋白受体的氨基酸序列不变，可能的原因是_____。
（3）细胞中Fe3+含量对转铁蛋白受体mRNA稳定性的调节，体现了基因控制生物性状的途径是_____。原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，但真核生物的mRNA在完全形成之后才能翻译蛋白质，针对这一差异，请从细胞结构的角度给予合理的解释：_____。
（4）当细胞中Fe3+不足时，转铁蛋白受体mRNA将难以被水解，其生理意义是_____。
答案以及解析
1.答案：A
解析：A、细胞分化的本质是基因的选择性表达，A正确；B、核糖体识别起始密码子，开始翻译过程，B错误；C、DNA发生甲基化修饰，可使基因表达的转录过程受到抑制，C错误；D、tRNA由多个碱基组成，其中有三个碱基和mRNA上的密码子配子，称为反密码子，D错误。故选A。
2.答案：D
解析：A、白化病人由于酪氨酸酶基因异常而缺少酪氨酸酶，不能合成黑色素，A正确；B、Leyc基因的甲基化可抑制该基因的表达，进而影响柳穿鱼花的形态结构，该现象属于表观遗传，B正确；C、基因与性状并不是简单的一一对应关系，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，C正确；D、基因与基因、基因与基因产物、基因与环境间相互作用形成的复杂网络即可调控生物体的性状，D错误。故选D。
3.答案：A
解析：由题图可知，①和⑤表示转录，②和⑥表示翻译，基因的表达包括转录和翻译，而题图中血红蛋白的形成只发生在红细胞中，酪氨酸酶在红细胞中不存在，A正确；基因1和基因2的遗传不一定遵循基因的自由组合定律，因为不明确这两个基因是否位于一对同源染色体上，B错误；生物体中一个基因可能参与多种性状的控制，C错误；⑤→⑥→⑦过程说明基因可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，D错误。
4.答案：B
解析：过程①为转录，需要RNA聚合酶，过程③为DNA的复制，需要解旋酶和DNA聚合酶，A正确；基因B为DNA，物质C为双链RNA，在物质组成上的差别是五碳糖和碱基种类不同，B错误；基因A控制酶a的合成，基因B控制酶b的合成，从而间接控制PEP的转化来控制性状，该过程体现了基因可以通过控制酶的合成间接控制生物体的性状，C正确；过程④能形成与基因B的a链的mRNA互补的单链RNA，即诱导b链的转录，进一步形成物质C，从而抑制了翻译形成酶b，最终使PEP形成更多的油脂，D正确。
5.答案：C
解析：A、根据图示，产油率高植株和产蛋白高植株的基因型分别为AAbb、Aabb和aaBB、aaBb，A错误；
B、图示中过程①与过程②分别以链1和链2为模板进行转录，所以需要的嘧啶碱基数量不一定相同，B错误；
C、由分析可知，该过程提高产油率是通过RNA干扰酶b的合成而提高产油率，C正确；
D、图示表明基因是通过控制酶的合成，控制生物的代谢，进而控制性状的，D错误。
故选：C。
6.答案：C
解析：据题图可知，sok基因转录产生的sok mRNA能与hok基因转录产生的hokmRNA结合形成RNA双链进而被降解，阻止hok基因的翻译过程，A错误；大肠杆菌是原核生物，孟德尔遗传规律只适用于进行有性生殖的真核生物细胞核内基因的遗传，B错误；由题意可知，sok mRNA可以与hok mRNA互补配对，但二者可能不能完全配对，故二者中A+U比例不一定相同，C正确；该过程中没有酶的合成，不能体现基因通过控制酶的合成来控制生物性状，D错误。
7.答案：A
解析：基因与性状的关系并非一一对应的关系，可有多因一效或因多效的现象，A错误；由于基因的选择性表达，家鸽的其他体细胞中没有含铁的杆状多聚体，但都含有这两个基因，B正确；研究表明，这两个基因中的任何一个发生突变都会导致杆状多聚体的空间结构发生改变，进而使其功能丧失，说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，C正确；人为除去某种影响因素的称为减法原理，可以设计单独A基因表达组（除去B基因的影响），单独B基因表达组（除去A基因的影响），A、B基因均表达组分别验证这两个基因对家鸽行为的影响，即可运用减法原理设计实验，D正确。
8.答案：D
解析：正常人体的胰岛B细胞中，呼吸酶基因、胰岛素基因能够正常表达，产生呼吸酶和胰岛素，应处于非甲基化状态，A正确；5-AZA常用于治疗DNA甲基化引起的疾病，其机制可能是5-AZA能降低导致DNA甲基化相关酶的活性，B正确；DNA甲基化后，只抑制基因表达，其碱基序列保持不变，DNA复制过程中碱基互补配对原则不变，故甲基化不影响DNA复制，C正确；DNA甲基化程度较高导致基因不表达的原因可能是DNA甲基化影响了DNA与RNA聚合酶的结合，从而影响转录，D错误。
9.答案：C
解析：第一步:结合题干信息分析题图甲基化的DNA复制后甲基数量没有发生变化.第二步:得出结论图中甲基化的DNA复制后没有发生去甲基化，A错误；图中DNA的甲基化会影响基因的转录，不影响复制过程，B错误；抑癌基因的甲基化可能导致抑癌基因不能正常表达出相应的蛋白质，从而不能抑制异常细胞的生长和增殖，会提高后代癌症的发病率，C正确；分析题图可知，酶A不是将模板链上的甲基转移到子链上，而是将未甲基化的部位甲基化，D错误。
10.答案：B
解析：雌性蜜蜂的发育机制是与环境相适应的，是长期自然选择的结果，A正确；由题干信息“降低DNA甲基化酶（能实现甲基化修饰）的表达后，即使给蜜蜂的雌性幼虫喂食花蜜，它们也会发育为蜂王”可推知，蜂王浆可以降低蜜蜂雌性幼虫DNA的甲基化程度，使其发育成蜂王，B错误；DNA甲基化修饰主要通过抑制转录过程来影响基因的表达，DNA的碱基排列顺序并未发生改变，C正确；DNA甲基化不利于蜜蜂雌性幼虫发育成蜂王，故蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂，D正确。
11.答案：C
解析：甲基化直接抑制Lcyc基因的转录过程，A错误；甲基化导致Lcyc基因不能表达出蛋白质，B错误；Lcyc基因的甲基化未改变碱基序列，因此不改变基因储存的遗传信息，C正确；DNA甲基化修饰后可遗传，说明DNA甲基化修饰后可复制并传递给子代，D错误。
12.答案：B
解析：神经细胞已经高度分化，一般不再分裂，但DNA甲基化并非仅发生在DNA复制过程中，A错误；由题图可知，DNA甲基化可使抑癌基因无法表达，从而可能引起细胞发生癌变，再结合题干信息推知，萝卜硫素可能通过抑制DNMTs活性，抑制抑癌基因甲基化，从而抑制肿瘤细胞增殖，B正确；构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达，C错误；一般认为，DNA甲基化不影响DNA的复制，D错误。
13.答案：D
解析：由题干信息“雌性工蜂幼虫的主要食物是也会发育成蜂王”可知，雌性工蜂幼虫DNA甲基化不利于其发育成蜂王，而工蜂幼虫的主要食物是花蜜和花粉，其不发育成蜂王，说明花蜜、花粉不能降低幼虫发育过程中DNA的甲基化，A错误；DNA甲基化不利于幼虫发育成蜂王，故蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂，B错误；蜂王浆可以降低蜜蜂DNA的甲基化程度，使蜜蜂幼虫发育成蜂王，C错误；由上述分析可知，DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件，D正确。
14.答案：A
解析：A、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，但属于可遗传变异，能遗传给后代，A错误；B、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；C、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；D、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。故选A。
15.答案：（1）RNA聚合酶；核糖核苷酸
（2）碱基对发生改变后的基因转录形成的mRNA上的密码子与改变前转录形成的mRNA上的密码子对应的是同一种氨基酸（或密码子具有简并性）
（3）基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状；原核细胞没有核膜的阻断，可以边转录、边翻译，而真核细胞有核膜，mRNA的转录需要在细胞核内完成，转录完成的mRNA通过核孔进入细胞质后才能与核糖体结合并进行翻译
（4）转铁蛋白受体mRNA难被水解，可指导合成更多的转铁蛋白受体，有利于细胞从外界吸收更多的铁元素，以满足生命活动的需要
解析：（1）转铁蛋白受体mRNA合成过程中，需要的条件主要有DNA模板、RNA聚合酶、四种核糖核苷酸和能量等。
（2）绝大多数氨基酸都有几个密码子（密码子具有简并性），因此某人转铁蛋白受体基因中的碱基对发生改变，转录形成的mRNA中密码子也会发生变化，但密码子可能对应的还是同一种氨基酸，转铁蛋白受体的氨基酸序列不变。
（3）细胞中Fe3+含量对转铁蛋白受体mRNA稳定性的调节，体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。原核细胞没有核膜，在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，而真核细胞的基因绝大多数位于细胞核（有核膜）中，转录在细胞核内进行，翻译在细胞质中的核糖体上进行，所以mRNA合成以后需要先从细胞核进入细胞质，才能与核糖体结合并进行蛋白质的合成。
（4）根据题意可知，当细胞中Fe3+浓度低时，转铁蛋白受体mRNA难以被水解，可以翻译出更多的转铁蛋白受体。转铁蛋白受体的增加有利于细胞从外界吸收铁元素，以满足生命活动的需要。

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