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遗传信息控制生物的性状——高一生物学苏教版（2019）必修二课时优化训练
一、单选题
1．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
2．基因表达与生物性状的关系极为复杂，下列有关叙述错误的是( )
①生物体内一个基因的两条DNA链均可转录出相应的RNA
②基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状
③同卵双胞胎所具有微小性状差异可能与表观遗传有关
④表观遗传由于基因中碱基序列不变，不能将性状遗传给下一代
⑤基因与性状之间可能存在一对一、多对一或一对多的对应关系
⑥生物体的性状是基因与基因、基因与基因表达产物及基因与环境相互作用的结果
A.①②④ B.②④⑥ C.①⑤⑥ D.②③④
3．下图是真核细胞中某核基因表达过程的示意图，其中Ⅰ、Ⅱ表示生理过程，①～⑤均表示相关物质或结构。下列有关叙述正确的是( )
A.过程Ⅰ发生在细胞核中，需要解旋酶和DNA聚合酶参与
B.tRNA分子中不含氢键，tRNA能携带氨基酸参与过程Ⅱ
C.图中4个核糖体的移动方向都是从mRNA的3'→5'
D.②③④⑤合成结束后，肽链的氨基酸排列顺序相同
4．自然界生物的性别决定方式多种多样，其中蜜蜂的性别与染色体组数密切相关。雌蜂由受精卵发育而来，如果幼虫期持续以蜂王浆为食则可发育为蜂王，以花粉和花蜜为食则发育成工蜂。研究表明，敲除细胞中的DNMT3基因也可使幼虫发育成蜂王，与取食蜂王浆有相同的效果。DNMT3基因表达的DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶，能使DNA发生如图所示的变化。下列有关雌蜂中基因表达的叙述正确的是( )
A.DNA甲基化改变了基因的碱基序列
B.蜂王浆可能会使细胞中DNMT3基因的表达水平下降
C.DNA甲基化可能干扰了RNA聚合酶结合起始密码子，从而抑制了转录过程
D.翻译的场所在核糖体，多聚核糖体的结构可以显著提高每条多肽链的合成速率
5．噬菌体ΦX174携带着单链环状DNA分子，感染宿主细胞后会进行遗传物质的复制和蛋白质的合成。下列有关叙述正确的是( )
A.核糖体与噬菌体ΦX174的DNA结合后合成蛋白质
B.噬菌体ΦX174的DNA中嘌呤碱基数与嘧啶碱基数相同
C.噬菌体ΦX174利用宿主细胞的能量供应以完成生命活动
D.噬菌体X174的DNA经过一次复制就能得到与亲代相同的子代DNA
6．蛋白质与核酸一直是科学家研究的热点领域之一。下列相关叙述中正确的是( )
A.核酸中的DNA可指导蛋白质的合成，但不能与蛋白质结合
B.转录形成的mRNA、rRNA及tRNA均可参与蛋白质的合成
C.氨基酸合成的蛋白质有空间结构，核苷酸合成的核酸无空间结构
D.有细胞结构的生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是RNA
7．下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是( )
A.酶E的作用是催化DNA复制
B.环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素
C.DNA甲基化会影响DNA半保留复制从而抑制细胞分裂
D.DNA甲基化不会改变基因的碱基序列不会遗传给后代
8．东华大学团队将蛛丝蛋白基因引入蚕的DNA中,利用基因编辑技术,在蚕的腺体里表达蛛丝蛋白,这些家蚕“吐出”的蛛丝纤维的韧性是制作防弹衣的凯夫拉纤维的6倍,这说明( )
A.基因控制生物的性状 B.性状决定基因
C.环境决定基因 D.环境影响基因
9．健康人的骨髓中具有造血干细胞,通过医学检查、配型后,植入白血病患者体内,能给患者不断补充血细胞。下图是造血干细胞补充血细胞的部分过程示意图,该过程是 ( )
A.细胞分裂 B.细胞生长 C.细胞分化 D.细胞衰老
10．同一生物体不同组织器官中细胞的形态、结构和功能差异很大，原因是( )
A.这些细胞内表达的基因不完全相同
B.这些细胞中遗传物质不相同
C.这些细胞的最初来源不相同
D.这些细胞中转录的方式不相同
11．下图表示中心法则，①~⑤代表生理过程，下列描述合理的是( )
A.T2噬菌体体内也能发生①过程
B.①②只在细胞核中进行
C.②③过程可发生在高度分化的细胞中
D.新冠病毒在人体内是通过④过程进行增殖
12．图1和图2表示某些生物体内的物质合成过程示意图，下列对此解题思路正确的是( )
A.图中甲和丙表示RNA，乙和丁表示核糖体
B.图1中乙的移动方向为从右向左
C.图1合成的多肽链的氨基酸排列顺序各不相同
D.图1和图2所示过程使得少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质
13．研究发现，FTO蛋白可擦除N基因mRNA的甲基化修饰，避免mRNA被Y蛋白识别并降解，从而提高了鱼类的抗病能力。下列解题思路正确的是( )
A.mRNA的甲基化不会改变自身碱基序列和相应的表型
B.N基因mRNA的甲基化水平升高会抑制N基因的转录
C.增强Y基因表达会导致细胞中N基因mRNA的数量减少
D.给鱼类饲喂适量的FTO蛋白抑制剂有助于提高其抗病能力
14．真核细胞内存在多种复杂的“纠错”机制，当遗传信息在复制、转录或翻译过程中出现差错时，绝大部分能被细胞及时发现并进行处理。如图是细胞对剪切与拼接错误的异常mRNA进行纠错的过程示意图。下列叙述错误的是( )
A.①过程所需的酶是RNA聚合酶，②过程进行剪切时有水分子的消耗
B.②过程发生了磷酸二酯键的断裂和形成，正常mRNA可编码蛋白质合成
C.前体mRNA中嘌呤碱基/嘧啶碱基的比值与其模板链中的该比值互为倒数
D.若③过程是翻译，tRNA转运的氨基酸与密码子都是一一对应的
二、多选题
15．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。下列推测错误的是( )
A.花蜜花粉可降低幼虫发育过程中DNA的甲基化
B.蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂
C.蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度
D.蜂王性染色体上的基因也会存在一定程度的甲基化
16．UGA通常作为终止密码子，释放因子RF可与之结合使翻译终止。当UGA的下游出现特殊茎环结构时，UGA能编码硒代半胱氨酸，使翻译继续进行。下列有关叙述正确的是( )
A.RF可能通过识别UGA，使肽链和核糖体从mRNA上释放
B.翻译过程中，核糖体沿着mRNA从3′端开始向5′端移动
C.mRNA的结构会影响携带硒代半胱氨酸的tRNA与UGA的识别
D.若基因中编码UGA的碱基序列改变，其编码的肽链长度可能不变
17．大肠杆菌色氨酸操纵子控制色氨酸合成途径中酶的合成，调节机制如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.阻遏蛋白的生物活性与色氨酸的浓度有关
B.操纵基因的突变不影响色氨酸的调控作用
C.色氨酸是该操纵子经过转录和翻译后的直接产物
D.色氨酸的这种合成机制避免了物质和能量的浪费
18．核糖体主要由rRNA和蛋白质组成，其中rRNA被核糖体蛋白所包裹，不易被核糖核酸酶降解。同一条mRNA上移动的单个核糖体（M）能够逐步转变为核糖体二聚体（D1D2、D3D4），从而实现两条肽链的共翻译共组装（coco组装），最终形成具有活性的蛋白二聚体，如下图。下列叙述正确的有( )
A.翻译过程中核糖体沿mRNA3′→5′方向移动
B.核糖体D1、D2、D3、D4最终合成的肽链长度不等
C.coco组装有利于提高蛋白质组装效率和准确性
D.核糖核酸酶处理后再离心可纯化核糖体二聚体
三、判断题
19．不同分化细胞的遗传信息相同。( )
20．细胞分化过程中细胞中的遗传物质逐渐减少。( )
21．某细胞中存在血红蛋白能说明其已经发生分化。( )
22．哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆。( )
参考答案
1．答案：A
解析：A、基因与性状的关系并非一一对应的关系，可有多因一效或一因多效的现象，A错误；
B、由于基因的选择性表达，家鸽的其他体细胞中没有杆状多聚体，但都含有这两个基因，B正确；
C、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；
D、可以用单独A基因表达组、单独B基因表达组、AB基因均表达组，故可运用减法原理设计三组实验，D正确。
故选A。
2．答案：A
解析：①转录时以基因的一条DNA链为模板，①错误；
②基因控制生物性状有两种方式：一是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；二是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，②错误；
③同卵双胞胎是由同一个受精卵发育而来的，在减数分裂形成配子时，基因的选择性表达导致表观遗传，故同卵双胞胎所具有的微小性状差异可能与表观遗传有关，③正确；
④表观遗传产生的性状是可以遗传给下一代的，④错误；
⑤基因与性状之间不是简单的一一对应的关系，可能存在一对一、多对一或一对多的对应关系，⑤正确；
⑥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而又繁而有序的网络，精细地调控着生物体的性状，⑥正确。
故选A。
3．答案：D
解析：A、真核生物的基因主要存在于细胞核中，因此过程Ⅰ转录主要发生在细胞核中，需要RNA聚合酶参与，A错误；
B、Ⅱ为翻译过程，需要tRNA携带氨基酸，tRNA分子中含氢键，B错误；
C、翻译是核糖体的移动方向是从mRNA的5'→3'，C错误；
D、②③④⑤合成肽链所对应的是同一条mRNA，因此合成结束后，肽链的氨基酸排列顺序相同，D正确。
故选D。
4．答案：B
解析：A.甲基化只是让DNA分子多了甲基基团，并不改变碱基序列，A错误；
B.由题意可知，敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果，说明蜂王浆可能会使蜂王细胞中DNMT3基因的表达水平下降，B正确
C.RNA聚合酶结合启动子开始转录；起始密码子位于mRNA上，是翻译的起点，C错误；
D.多聚核糖体可以同时合成多条相同的多肽链，不能提高每条肽链的合成速率D错误；
5．答案：C
解析：核糖体与mRNA结合后进行翻译合成蛋白质，A错误；噬菌体ΦX174的遗传物质是单链环状DNA分子，嘌呤碱基数与嘧啶碱基数不一定相同，B错误；噬菌体ΦX174利用宿主细胞的能量供应以完成生命活动，除了模板之外，其余都由宿主提供，C正确；噬菌体ΦX174的遗传物质是单链DNA分子，复制两次才能得到与亲代DNA相同的子代DNA分子，D错误。
6．答案：B
解析：A、核酸中的DNA可指导蛋白质的合成，也能与蛋白质结合，例如DNA和蛋白质结合构成染色体，A错误； B、转录形成的mRNA、rRNA及tRNA均可参与蛋白质的合成，B正确； C、氨基酸合成的蛋白质有空间结构，核苷酸合成的核酸也有相应的空间结构，C错误； D、细胞结构的生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA,D错误。
7．答案：B
解析：A、由图可知，酶E的作用是催化DNA甲基化，不是催化DNA复制，A错误；
B、“研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大”，说明环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素，B正确；
C、DNA甲基化后会影响基因表达，可能会造成性状改变，不会影响DNA半保留复制，C错误；
D、DNA甲基化不改变碱基序列，但会影响生物个体表型，可以遗传给后代，D错误。
故选B。
8．答案：A
解析：
9．答案：C
解析：细胞分化是指细胞在生长过程中细胞的形态、结构和功能发生变化的过程，细胞分化形成了不同的组织。题干中显示造血干细胞能发育成形态、结构和生理功能不同的各种血细胞，因此人的造血干细胞产生血细胞的过程属于细胞分化。
10．答案：A
解析：一生物体不同组织器官中细胞的形态、结构和功能差异很大，这是细胞分化的过程，其根本原因是基因的选择性表达，即在不同的细胞中，表达的基因有差异，A正确。
故选A。
11．答案：C
解析：A、T2噬菌体营寄生生活，其遗传物质是DNA，在宿主细胞内发生①所示的DNA复制过程，A错误； B、①是DNA复制，②是转录，①②主要在细胞核中进行，B错误； C、②是转录，③是翻译，蛋白质的合成过程包括转录和翻译，在高度分化的细胞中也能进行蛋白质的合成，因此能发生②③过程，C正确D、④是逆转录，新冠病毒的遗传物质是RNA，不含有逆转录酶，因此新冠病毒在人体内不能通过④过程进行增殖，D错误。
故选：C。
12．答案：D
解析：A、图1中甲表示mRNA，乙表示核糖体，图2中丙表示DNA，丁表示RNA聚合酶，A错误；
B、根据图1中核糖体上延伸的肽链由短到长的顺序可推知，核糖体乙的移动方向是从左到右，B错误；
C、图1翻译合成多肽链时均以相同的mRNA为模板，因此合成的多肽链的氨基酸排列顺序相同，C错误；
D、图1和图2所示过程使得少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质，D正确。故选D。
13．答案：C
解析：A、mRNA的甲基化不会改变自身碱基序列，但可能会影响翻译过程，从而改变生物的表型，A错误;B、N基因mRNA的甲基化水平升高会抑制N基因的翻译，B错误;C、增强Y基因表达会使增加Y蛋白的量，导致被丫蛋白识别并降解的mRNA量增加，使细胞中N基因mRNA的数量减少，C正确;D、给鱼类饲喂适量的FTO蛋白抑制剂，则FTO蛋白不能发挥作用，即FTO蛋白不能擦除N基因mRNA的甲基化修饰,导致被Y蛋白识别并降解的mRNA量增加，从而降低了鱼类的抗病能力，D错误。故选C。
14．答案：D
解析：
15．答案：ACD
解析：A、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，说明甲基化不利于其发育成蜂王，而工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，不会发育成蜂王，因此花蜜花粉可增强幼虫发育过程中DNA的甲基化，A错误；
B、甲基化不利于其发育成蜂王，故蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂，B正确；
C、蜂王浆可以降低蜜蜂DNA的甲基化程度，使其发育成蜂王，C错误；
D、蜜蜂的性别由染色体数目决定，雄蜂的染色体数目为雌蜂的一半，蜜蜂没有性染色体的概念，D错误。
故选ACD。
16．答案：ACD
17．答案：BC
18．答案：CD
解析：A、如图，依据合成的肽链长度可知，翻译过程中核糖体沿mRNA5'→3'方向移动，A错误； B、翻译的模板相同，故核糖体D1、D2、D3、D4最终合成的肽链长度相同，B错误； C、同一条mRNA上移动的单个核糖体（M）能够逐步转变为核糖体二聚体，这样的coco组装方式能缩短蛋白二聚体的形成所需时间，对保证蛋白质组装的高效率和正确性有重要意义， C正确； D、rRNA被核糖体蛋白所包裹，不易被核糖核酸酶降解，但mRNA容易被核糖核酸酶降解，故可利用核糖核酸酶处理后再通过密度梯度离心可纯化出核糖体二聚体，D正确。故选：CD。
19．答案：√
解析：不同分化的细胞是由同一个受精卵经过分裂、分化产生的，因此其中的遗传信息相同，正确。
20．答案：×
解析：
21．答案：√
解析：血红蛋白基因只在红细胞中才表达，因此存在血红蛋白的细胞为红细胞，该细胞已经发生分化。故正确。
22．答案：√
解析：在生物体内细胞分化是一种不可逆的过程，会持续保持分化后的状态，故哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆。正确。

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