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（10）生物体存在表观遗传现象
——高一生物学浙科版（2019）必修二期末易错题集训
【易错点分析】
1.DNA的甲基化
基因中的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而影响表型。
2.构成染色体的组蛋白的乙酰化修饰
真核生物细胞核中的DNA分子与一些蛋白质结合在一起，带负电荷的DNA分子缠绕在带正电荷的蛋白质（如组蛋白）分子上，使原来细长的DNA分子盘绕成紧密的结构。乙酰化修饰就是用乙酰基把组蛋白的正电荷屏蔽掉。组蛋白的正电荷一旦减少，其与DNA的结合就会减弱，这部分的DNA就会“松开”，激活相关基因的转录。
3.RNA干扰
RNA干扰是正常生物体内抑制特定基因表达的一种现象。当细胞中导入或内源产生与某个特定mRNA同源的双链RNA时，该mRNA发生降解或者翻译阻滞，导致基因表达沉默。这种现象发生在转录后水平，又称为转录后基因沉默，是表观遗传的重要机制之一。
【易错题训练】
1.下列有关表观遗传的叙述错误的是（ ）
A.异卵双胞胎存在差异的根本原因是存在表观遗传
B.表观遗传现象普遍存在于生物体生长、发育和衰老的整个生命活动过程中
C.基因组成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.环境因素会影响DMA的甲基化，例如吸烟会使DNA的甲基化水平升高
2.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.DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件
C.蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂
D.蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度
3.DNA甲基化是在DNA甲基化转移酶的作用下产生的。下列有关叙述错误的是（ ）
A.DNA甲基化引起的性状改变属于表观遗传
B.DNA甲基化会影响相关基因的表达
C.DNA甲基化引起的性状不能遗传给后代
D.DNA甲基化后基因的碱基序列未发生改变
4.某种鸟的卵黄蛋白原基因的启动子部分区域存在甲基化修饰。成熟雌鸟产生的雌激素可将此甲基化去除，雄鸟因缺乏雌激素仍保持高度甲基化。下列有关叙述正确的是（ ）
A.卵黄蛋白原基因在成熟雌鸟中可以表达，在雄鸟中表达受到抑制
B.卵黄蛋白原基因转录出的mRNA中，含有甲基化区域序列的互补序列
C.该种雌鸟和雄鸟交配产生的雌雄后代发育成熟后，体内均无卵黄蛋白原
D.卵黄蛋白原基因的乙酰化和甲基化均可产生表观遗传现象
5.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。DNA分子碱基甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。据此分析，下列有关叙述错误的是（ ）
A.生物发生表观遗传变化时没有改变DNA分子的结构
B.使抑癌基因沉默的表观遗传可能导致细胞癌变的发生
C.基因组成相同的同卵双胞胎具有的微小差异与表观遗传无关
D.外界环境中的某些化学物质可能对表观遗传现象有影响
6.黄色小鼠（AA）与黑色小鼠（aa）杂交，产生的F1（Aa）不同个体出现了不同体色。研究表明，不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同，但A基因上二核苷酸（CpG）胞嘧啶有不同程度的甲基化现象（如图）出现，甲基化不影响DNA复制。下列有关分析错误的是（ ）
A.F1个体体色的差异与A基因甲基化程度有关
B.甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因的结合
C.碱基甲基化不影响碱基互补配对过程
D.甲基化是引起基因结构改变的常见方式
7.如图表示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.甲基是DNA半保留复制的原料之一
C.环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素
D.DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型
8.组蛋白乙酰化会使染色质中组蛋白和DNA之间的相互作用减弱，当其失调时不仅会引发乳腺癌，还会促进癌细胞转移。组蛋白与DNA的结合对转录表现为抑制作用。有研究发现原发性乳腺癌中的一种赖氨酸乙酰化酶P300表达显著升高。下列相关叙述正确的是（ ）
A.组蛋白乙酰化程度与基因转录活性呈负相关
B.组蛋白乙酰化酶抑制剂可用于抑制乳腺肿瘤的生长
C.组蛋白去乙酰化酶在启动子上的富集通常与转录激活有关
D.组蛋白乙酰化是所有生物中一种重要的蛋白质翻译后修饰方式
9.DNA甲基化年龄是目前测量生物年龄、评估衰老进程最可靠的指标之一，又被称为表观遗传时钟。它通过测量DNA上甲基基团的累积来确定受试者的生物年龄。下列叙述正确的是（ ）
A.DNA甲基化会改变基因的碱基序列
B.启动子区域的DNA甲基化会影响DNA复制
C.DNA甲基化只发生在生物体衰老细胞中
D.DNA去甲基化机制的研究有助于延长人类寿命
10.某种家兔体内的A基因控制白色，a基因则控制棕色。如图，A基因上游一段DNA序列（P序列）调控着A基因的表达。P序列甲基化抑制A基因的表达，P序列在精子中会发生去甲基化，在卵细胞中保持甲基化。不考虑变异，下列说法错误的是（ ）
A.基因型为Aa的家兔的体色可能不同
B.基因型为AA的家兔的体色不可能为棕色
C.P序列甲基化可能不利于RNA聚合酶的识别与结合
D.两只棕色家兔杂交，若子代体色为白色:棕色=1：1，则亲本基因型均为Aa
11.拟南芥在盐胁迫条件下，会发生DNA甲基化和mRNA假尿嘧啶化修饰，产生较稳定的表型改变来应对环境变化。当后代未受到胁迫时部分植株能延续这种改变，该现象称为“胁迫跨代记忆”。研究发现，假尿嘧啶化修饰使尿嘧啶核苷酸化学结构发生改变，形成假尿嘧啶核苷酸，可提高mRNA的稳定性和翻译速率。下列叙述正确的是（ ）
A.“胁迫跨代记忆”改变了基因的碱基排列顺序
B.甲基化修饰可抑制DNA的复制与转录过程
C.含有假尿嘧啶核苷酸的密码子不能编码氨基酸
D.可通过逆境胁迫激发表观遗传修饰来培育新品种
12.有研究发现，人类基因的三分之一都存在与吸烟相关的甲基化位点，男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高。下列有关叙述错误的是（ ）
A.在DNA碱基上增加甲基基团的化学修饰称为DNA甲基化
B.吸烟者易患肺癌，不可能是原癌基因和抑癌基因甲基化的结果
C.基因的碱基序列保持不变，基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传
D.一般情况下，DNA发生甲基化，基因表达受抑制；DNA去甲基化，则被抑制表达的基因会重新激活
13.DNA分子中的胞嘧啶结合一个甲基基团的过程称为DNA甲基化。细胞中存在两种DNA甲基化酶，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，如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A.DNA甲基化通过改变基因的碱基序列引起表观遗传
B.DNA甲基化能引起生物性状的改变，但不能遗传给后代
C.从头甲基化酶与维持甲基化酶功能不同，体现了酶具有专一性
D.从头甲基化酶能作用于全甲基化DNA复制一次所形成的子代DNA
14.2024年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家VictorAmbros和GaryRuvkun，以表彰他们发现了微小核糖核酸（miRNA）及其在转录后基因调控中的作用。miRNA可与靶mRNA部分序列配对并结合，进而引起靶mRNA翻译受阻或被降解，且不同的miRNA在个体发育的不同阶段产生。下列有关说法错误的是（ ）
A.miRNA在形成过程中需要RNA聚合酶和核酸酶的作用
B.miRNA的产生可能与细胞的分化有关
C.一种miRNA只可以对一种靶mRNA进行调节
D.由于miRNA的调控作用导致生物体表型发生可遗传变化的现象，属于表观遗传
15.柳穿鱼植株A、B决定花形态结构的Lcyc基因的碱基序列完全相同，但在开花期植株A的Lcyc基因表达而表现出唇形花冠，植株B的Lcyc基因不表达而表现出辐射状花冠。植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化（Lcyc基因有多个碱基连接了甲基基团）
将植株A、B杂交，F1的花均与植株A的相似，F1自交获得的F2，F2中大多数植株的花与A相似，少部分与植株B相似。
（1）植株B的Lcyc基因高度甲基化而不能与RNA聚合酶结合，由此推断植株B的基因不表达最可能是________（填“转录”或“翻译”）过程受阻。
（2）根据植株A和B的杂交实验结果可知：与植株B的Lcyc基因相比，植株A的Lcyc基因相当于________（填“显性”或“隐性”）基因。
（3）科学家把柳穿鱼花色遗传的这类遗传现象称作表观遗传。你认为表观遗传的特点有____________。
A.基因碱基序列保持不变 B.基因表达发生改变
C.表现型发生改变 D.基因表达和表现型的改变可遗传
（4）有人认为“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”。你是否赞成此观点 ________。
答案以及解析
1.答案：A
解析：异卵双胞胎是由两个受精卵分别发育形成的，他们存在差异的根本原因是遗传物质不同，A错误。
2.答案：B
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、甲基化不利于发育成蜂王，因此DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件，B正确；
C、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，C错误；
D、蜂王浆可以降低蜜蜂DNA的甲基化程度，使其发育成蜂王，D错误；
故选B。
3.答案：C
解析：表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达与表型发生可遗传变化的现象。DNA甲基化引起的性状改变属于表观遗传，可使相关基因处于“关闭”或“打开”的状态，从而影响其对性状的控制，A，B，D正确。DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样表型，C错误。
4.答案：A
解析：A、启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，用于驱动基因的转录，分析题意可知，某种鸟的卵黄蛋白原基因的启动子部分区域存在甲基化修饰，成熟雌鸟产生的雌激素可将此甲基化去除，雄鸟因缺乏雌激素仍保持高度甲基化，卵黄蛋白原基因在成熟雌鸟中可以表达，在雄鸟中表达受到抑制，A正确；B、启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，用于驱动基因的转录，甲基化的DNA无法转录，不能形成mRNA，B错误；C、该种雌鸟和雄鸟交配产生的雌雄后代发育成熟后，卵黄蛋白原基因在成熟雌鸟中可以表达，成熟雌鸟中有卵黄蛋白原，C错误；D、除了DNA的甲基化，组蛋白的甲基化和乙酰化（而非基因乙酰化）修饰也可产生表观遗传现象，D错误。故选A。
5.答案：C
解析：生物发生表观遗传变化时没有改变DNA分子的碱基序列，即不改变DNA分子的结构，A正确；抑癌基因的作用主要是阻止细胞不正常的增殖，使抑癌基因沉默的表观遗传可能导致细胞癌变的发生，B正确；同卵双胞胎的基因型相同，因此他们之间的微小差异与表观遗传有关，C错误；外界环境中的化学物质会引起细胞中DNA甲基化水平变化，从而引起表观遗传现象的出现，D正确。
6.答案：D
解析：根据对题干信息的分析可知，F1个体的基因型都是Aa，而A基因碱基序列相同，但A基因上二核苷酸（CpG）胞嘧啶有不同程度的甲基化现象，说明F1个体体色的差异与A基因甲基化程度有关，A正确；RNA聚合酶与基因的结合是基因表达的关键环节，而A基因甲基化会影响其表达过程，B正确；碱基甲基化不影响DNA复制过程，而DNA复制过程有碱基互补配对现象，C正确；基因中碱基甲基化后碱基种类没有改变，因此基因结构（基因中碱基排列顺序）没有发生改变，D错误。
7.答案：C
解析：A、由图可知，酶E的作用是催化DNA甲基化，A错误；B、DNA半保留复制的原料为四种脱氧核糖核苷酸，没有甲基，B错误；C、“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，C正确；D、DNA甲基化不改变碱基序列，但会影响生物个体表型，D错误。故选C。
8.答案：B
解析：组蛋白乙酰化会使染色质中组蛋白和DNA之间的相互作用减弱，DNA结构变得松散，转录会加快，所以，组蛋白乙酰化程度与基因转录活性呈正相关，A错误；由A项分析可知，组蛋白乙酰化程度与基因转录活性呈正相关，组蛋白乙酰化酶抑制剂会抑制组蛋白的乙酰化，使组蛋白乙酰化程度较低，基因转录活性下降，可用于抑制乳腺肿瘤的生长，B正确；组蛋白去乙酰化酶会使基因转录活性下降，因此组蛋白去乙酰化酶在启动子上富集通常会抑制转录，C错误；组蛋白乙酰化会使染色质中的组蛋白和DNA之间的相互作用减弱，而原核生物不含染色质，其DNA不与组蛋白结合，D错误。
9.答案：D
解析：A、DNA甲基化不会改变基因的碱基序列，但会影响基因的表达，A错误；
B、启动子是基因转录的起点，启动子区域的DNA甲基化不会影响DNA复制，但会影响基因的转录，B错误；
C、DNA甲基化可以发生在衰老细胞，也会发生在其它细胞中，C错误；
D、DNA甲基化年龄是目前测量生物年龄、评估衰老进程最可靠的指标之一，说明随着人类的衰老，DNA甲基化程度变高，因此DNA去甲基化机制的研究有助于延长人类寿命，D正确。
故选D。
10.答案：D
解析：若A基因来自父本，则基因型为Aa的家兔的体色为白色；若A基因来自母本，则基因型为Aa的家兔的体色为棕色，A正确。基因型为AA的小鼠必有一个A基因来自父本，可以表达，故该家兔的体色为白色，不可能为棕色，B正确。P序列甲基化可能不利于RNA聚合酶的识别与结合，从而导致A基因无法正常表达，C正确。两只棕色家兔杂交，子代家兔的体色为白色:棕色=1:1，亲本基因型可能均为Aa，也可能父本基因型为Aa，母本基因型为aa，D错误。
11.答案：D
解析：A、“胁迫跨代记忆”与DNA甲基化修饰有关，DNA甲基化属于表观遗传，表观遗传未改变基因的碱基排列顺序，A错误；B、由题意可知，甲基化修饰可抑制DNA的转录与翻译过程，不影响DNA的复制，B错误；C、假尿嘧啶化修饰可以提高mRNA的稳定性（不容易被核酸酶分解）和翻译速率，故含有假尿嘧啶核苷酸的密码子仍可以编码氨基酸，C错误；D、在逆境下，拟南芥DNA甲基化修饰可对逆境做出应答，产生较稳定的表型改变，因此可通过逆境锻炼激发表观遗传修饰培育新品种，D正确。故选D。
12.答案：B
解析：A、在DNA碱基上增加甲基基团的化学修饰称为DNA甲基化，A正确；
B、吸烟者易患肺癌，癌症发生的机制有可能是原癌基因和抑癌基因甲基化的结果，B错误；
C、表观遗传是基因的碱基序列保持不变，基因表达和表型发生可遗传变化的现象，C正确；
D、一般情况下，DNA发生甲基化，基因沉默；DNA去甲基化，则沉默的基因会重新激活，D正确。
13.答案：C
解析：A、据题意可知，DNA分子中的胞嘧啶结合一个甲基基团的过程称为DNA甲基化，因此DNA甲基化后碱基序列不会发生改变，A错误；B、DNA甲基化能引起生物性状的改变，也能通过DNA的复制遗传给后代，B错误；C、结构决定功能，功能与结构相适应，因此从头甲基化酶与维持甲基化酶功能不同，体现了酶的专一性，C正确；D、据题意可知，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化，DNA复制是半保留方式，而全甲基化的DNA复制一次所形成的子代DNA是半甲基化，因此从头甲基化酶不能作用于全甲基化的DNA复制一次所形成的子代DNA，D错误。故选C。
14.答案：C
解析：A、miRNA是由基因转录形成的，转录过程需要RNA聚合酶，同时miRNA分子前体的加工过程需要核酸酶对其进行剪切，A正确；
B、细胞分化是基因选择性表达的结果，miRNA在个体发育的不同阶段产生，对基因表达进行调控，因此miRNA的产生可能与细胞分化有关，B正确；
C、由题意可知，miRNA与靶mRNA的部分片段互补配对，因此，miRNA也可与具有相同序列的其他种类的靶mRNA结合并调控其表达，C错误；
D、miRNA不改变DNA序列，但能调控基因表达，因此导致的生物体表型发生可遗传变化的现象，属于表观遗传，D正确。
故选C。
15.答案：（1）转录
（2）显性
（3）ABCD
（4）赞成
解析：（1）RNA聚合酶参与的是转录过程，而植株B的Lcyc基因高度甲基化而不能与RNA聚合酶结合，此推断植株B的基因不表达最可能是转录过程受阻。
（2）由题干信息可知，开花时，植株A的Lcyc基因表达，表现出唇形花冠，植株B的Lcyc基因由于被高度甲基化不表达，植株A、B杂交，F1的花均与植株A的相似，F1自交获得的F2，F2中大多数植株的花与A相似，说明植株A的Lcyc基因相当于显性基因。
（3）A、表观遗传中，基因的碱基序列不变，A正确；
B、表观遗传中，基因的表达发生改变，B正确；
C、表观遗传中，表现型发生改变，C正确；
D、表观遗传中，基因表达和表现型的改变可遗传，D正确。
故选ABCD。
（4）赞成此观点，同卵双胞胎之间的基因组成相同，因此他们之间的微小差异可能与表观遗传有关。

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