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2026人教版高中生物学必修2
第2节　基因表达与性状的关系
基础过关练　　　　　　　　　　　　　　　　
题组一　基因与性状的关系
1.(2025河北张家口月考)下列有关基因型、性状和环境的叙述,错误的是(　　)
A.基因与性状并不是简单的一一对应
B.某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色,这种变化是由环境因素造成的
C.O型血夫妇的后代都是O型血,说明该性状是由遗传因素决定的
D.高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,说明该相对性状是由环境因素决定的
2.(2024山西大同月考)如图为人体内基因对性状的控制过程,据图分析,下列相关叙述正确的是(　　)
A.基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中
B.图中过程①需要RNA聚合酶的催化,过程②不需要tRNA的协助
C.过程④⑤的结果存在差异的根本原因是血红蛋白的结构不同
D.过程①②③表明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
题组二　细胞分化
3.(教材深研拓展)在不同类型的细胞中,能够表达的基因大致可分为两类:一类是在所有细胞中都表达的,维持细胞基本生命活动所必需的基因,可称为“管家基因”;另一类是只在某类细胞中特异性表达的基因称为“奢侈基因”。如表所示的是一只母鸡体内不同类型的正常体细胞中基因表达的情况。下列说法不正确的是(　　)
1 2 3 4 5 6 7
a - + - - + - -
b + + + + + + +
c + - - - - + +
d - - + - - - +
e - + - + - + -
f + - - - + - +
注:1、2、3等数字表示细胞类型,a、b、c等字母表示基因种类,“+”表示基因表达,“-”表示基因未表达。
A.胰岛素基因是奢侈基因,ATP合成酶基因是管家基因
B.若表中有核糖体蛋白基因,则该基因最可能是b
C.细胞分化的本质是奢侈基因的选择性表达
D.该母鸡的多种体细胞具有相同的管家基因和不同的奢侈基因
题组三　表观遗传
4.(2025广东三校模拟)下列关于表观遗传的说法不正确的是(　　)
A.表观遗传的分子生物学基础是DNA的甲基化等
B.表观遗传现象中,生物表型发生变化是由于基因的碱基序列改变
C.表观遗传现象与外界环境关系密切
D.DNA甲基化的修饰可以遗传给后代,使后代表现出同样的表型
5.(2025江苏南通月考)下图表示DNA复制和甲基化修饰过程。已知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。下列叙述错误的是(　　)
A.酶E的作用是催化DNA的甲基化
B.DNA甲基化修饰通常发生在胞嘧啶上
C.环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素
D.DNA甲基化不改变个体表型
能力提升练　　　　　　　　　　　　　　　　
题组　基因与性状关系的分析
1.(2025河南信阳月考)物质丁是粗糙脉孢霉生长所必需的,该物质可由基础培养基中物质X经下图所示的反应生成。某粗糙脉孢霉突变株在含物质X的基础培养基中无法生长,为检测突变株的酶缺陷类型(只有一种酶有缺陷),在相同温度和时间的培养条件下进行实验,结果如表所示。该突变株最可能属于(　　)
X甲乙丙丁
组别 培养条件 实验结果
① 基础培养基 无法生长
② 基础培养基+甲 无法生长
③ 基础培养基+乙 无法生长
④ 基础培养基+丙 正常生长
⑤ 基础培养基+丁 正常生长
A.酶1缺陷型　　　　　　B.酶2缺陷型
C.酶3缺陷型　　　　　　D.酶4缺陷型
2.(2025河北邯郸开学考试)牵牛花的颜色主要由花青素决定,花青素的合成与颜色变化途径如图所示。我国科学家研究发现,水稻Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与开花的调控,而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用;春化作用(低温处理)可导致某些基因DNA甲基化水平降低,这是萝卜开花的前提,但5-AzaC可使萝卜不经春化作用就正常开花。下列相关说法正确的是(　　)
A.根据题意分析,基因与性状并不是一一对应的关系
B.由图不能看出牵牛花的颜色受基因和环境因素的共同影响
C.基因X体现了基因间接控制生物性状
D.5-AzaC的作用机理是导致某些基因DNA甲基化
3.(2025吉林长春五校期末)血橙因果肉富含花色苷,颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时,为避免血橙冻伤通常提前采摘,此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足。血橙中花色苷合成和调节途径如图,其中T序列和G序列是Ruby基因上启动基因顺利表达的两个重要序列。下列分析不合理的是(　　)
A.同一植株下层血橙果肉的“血量”一般少于上层果肉
B.提前采摘的血橙果实置于低温环境可改善血橙的品质
C.血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的
D.低温会引起T序列去甲基化进而改变T序列的碱基序列
4.(2025福建宁德月考)DNA甲基化是常见的基因组印记方式,基因被甲基化则无法表达。小鼠常染色体上的印记基因A能促进生长,其等位基因a无此功能。在形成配子时,雌配子中该对等位基因会重建为甲基化,雄配子则重建为去甲基化,机制如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.基因型为AA的小鼠生长正常,基因型为Aa的小鼠不一定生长正常
B.甲基化的基因可能由于无法与RNA聚合酶结合而不能正常表达
C.根据配子中印记重建的规律,图中雌鼠的A基因来自其母本
D.若某生长缺陷的雄鼠与雌鼠杂交,子代中生长正常∶生长缺陷=1∶1,则该雄鼠为杂合子
5.(2025山东名校联考)核小体是组成真核细胞染色质的基本结构单位,由组蛋白和约200 bp的DNA组成,形状为直径约10 nm的球形小体。核小体之间通过DNA相连,在电镜下可观察到其以串珠的方式组织形成10 nm纤丝,后者可进一步通过多级包装最终形成高度浓缩的染色体。如图为染色质、染色体以及组蛋白甲基化、乙酰化和DNA甲基化的示意图。下列叙述错误的是(　　)
A.基因表达活跃部位常伴随核小体结构的重塑或解聚
B.与DNA伸展状态相比,核小体可使DNA长度压缩
C.组蛋白甲基化或乙酰化不会遗传给后代
D.DNA甲基化不改变DNA中嘌呤碱基与嘧啶碱基的比例
6.(2025辽宁名校联考)遗传组成相似的雌性蜜蜂幼虫,若一直以蜂王浆为食将发育成蜂王,若以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。研究表明,蜂王浆导致幼虫DNA甲基化减少,幼虫将发育为蜂王。Dnmt3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团,如下图所示。请回答下列问题:
(1)如果①以基因的β链为模板,则虚线框中合成的RNA的碱基序列为　　　　　(标明链的方向)。过程②发生的场所是　　　　,其模板是　　　　　。
(2)DNA甲基化若发生在基因的一些特定DNA序列上,则会影响　　　　　与该序列的识别与结合,进而抑制遗传信息的　　　　过程。
(3)研究表明蜂王浆中的蛋白是决定雌性蜜蜂幼虫发育成为蜂王的关键因素,请根据文中信息推测蜂王浆中的蛋白可能　　　　(填“促进”或“抑制”)Dnmt3蛋白活性。
(4)已知注射Dnmt3 siRNA(小干扰RNA)能抑制Dnmt3基因表达,为验证Dnmt3是决定雌蜂幼虫发育成工蜂或蜂王的关键因素,科研人员取多只生理状况相同的幼虫,平均分为A、B两组,请根据提示完成表中内容。
组别 A组 B组
处理方式 ①　　　　　 注射适量Dnmt3 siRNA溶液
饲养方式 ②　　　　　 饲喂花粉和花蜜
培养条件 其他条件相同且适宜
预期结果 发育为③　　 发育为④　　
(5)综上所述,表观遗传指的是生物体基因的　　　　　　　　,但　　　　　　　发生可遗传变化的现象。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 2.D 3.D 4.B 5.D
1.D　基因与性状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,A正确;绿色幼苗在黑暗中变黄,是因为缺乏光照无法合成叶绿素,是由环境因素造成的,B正确;O型血夫妇基因型均为ii,两者均为纯合子,所以后代基因型仍然为ii,表现为O型血,这是由遗传因素决定的,C正确;高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,说明高茎豌豆亲本是杂合子,子代出现性状分离,这是由遗传因素决定的,D错误。
2.D　人体中的所有细胞都由同一个受精卵增殖、分化而来,基因1和基因2可出现在同一细胞中,A错误;图中过程①为转录,需要RNA聚合酶的催化,过程②为翻译,需要tRNA的协助,B错误;过程④⑤的结果存在差异的直接原因是血红蛋白的结构不同,C错误。
方法技巧
基因控制生物性状的途径的判断
　　(1)若生物性状直接由蛋白质体现,则为基因通过控制蛋白质的结构来直接控制生物性状。
　　(2)若影响生物性状的物质并非蛋白质(如植物激素),则基因对性状的控制往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状”这一间接途径实现的。
3.D　胰岛素是只在某类细胞中特异性表达的基因,是奢侈基因;所有结构完整的活细胞均可进行细胞呼吸合成ATP,ATP合成酶基因是维持细胞基本生命活动所必需的基因,是管家基因,A正确。核糖体蛋白基因是在所有细胞中都表达的基因,B正确。细胞分化的本质是不同细胞中奢侈基因的选择性表达,C正确。同一只母鸡的各种体细胞都是由同一个受精卵分裂分化而来的,其中的管家基因和奢侈基因都相同,D错误。
4.B　表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,表观遗传的核心机制包括DNA的甲基化、染色体组蛋白的甲基化等,A正确,B错误。外界环境会影响细胞中DNA甲基化水平等,从而影响表观遗传现象,C正确。DNA甲基化的修饰可以通过配子传递给后代,使后代表现出同样的表型,D正确。
5.D　酶E作用之后DNA甲基化程度增大,说明酶E的作用是催化DNA的甲基化,A正确;由图可知,DNA甲基化修饰通常发生在胞嘧啶上,B正确;由题干信息可知,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,推测环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素,C正确;DNA甲基化影响基因表达,进而可能影响个体表型,D错误。
能力提升练
1.C 2.A 3.D 4.C 5.C
1.C　该突变株在含物质X的基本培养基中无法生长,在基础培养基中加入甲或乙也无法生长,加入丙或丁能够正常生长,结合题图可知该突变株最可能无催化乙生成丙的酶3,为酶3缺陷型,C符合题意。
2.A　
关键信息 选项分析
题干信息:水稻Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与开花的调控,而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用; 题图信息:花青苷的产生受多个基因控制 基因与性状并不是一一对应的关系,A正确
题图信息:花青素的合成受到基因的调控,同时花青素的颜色受H+浓度的影响 牵牛花的颜色受基因和环境因素的共同影响,B错误
题图信息: 蛋白X为结构蛋白,体现了基因通过控制蛋白质结构直接控制生物性状,C错误
题干信息:春化作用可降低某些基因DNA甲基化水平,这是萝卜开花的前提;5-AzaC可使萝卜不经春化作用就正常开花 5-AzaC的作用机理:降低某些基因DNA甲基化水平(或导致某些基因DNA去甲基化),D错误
3.D　
题图信息 选项分析
光照会促进花色苷的合成,增加“血量”; 必备知识:与植株上层相比,植株下层接受的光照等条件相对较差 同一植株下层血橙果肉的“血量”一般少于上层果肉,A正确
低温胁迫会促进花色苷的合成,增加“血量” 提前采摘的血橙果实置于低温环境可改善血橙的品质,B正确
血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的,C正确
低温会引起T序列去甲基化,但未改变T序列的碱基序列,D错误
4.C　基因型为AA的小鼠必定有一个基因A来自亲本雄配子,能促进小鼠的生长,因此生长正常;基因型为Aa的小鼠,若A基因来自亲本雌配子,则因甲基化无法表达,不能生长正常,若A基因来自亲本雄配子,则能促进小鼠的生长,能生长正常,因此基因型为Aa的小鼠不一定生长正常,A正确。配子中印记重建的规律:雄配子中印记重建为去甲基化,雌配子中印记重建为甲基化,图中雌鼠的A基因未被甲基化,应来自其父本,C错误。根据配子中印记重建的规律可知,子代表型及比例能反映父本产生的雄配子类型及比例,从而得知父本基因型,子代中生长正常∶生长缺陷=1∶1,则父本雄鼠的基因型为Aa,为杂合子,D正确。
5.C　基因表达活跃时,需要相关的转录因子等与DNA结合,核小体结构的重塑或解聚有利于转录因子与DNA的结合,所以基因表达活跃部位常伴随核小体结构的重塑或解聚,A正确;核小体是由组蛋白和约200 bp的DNA组成的球形小体,与DNA伸展状态相比,核小体可使DNA长度压缩,B正确;组蛋白的修饰(如甲基化或乙酰化)会影响染色质的状态,进而影响基因表达,并且这种修饰可以遗传给后代,属于表观遗传的范畴,C错误;DNA的甲基化(表观遗传)并不改变DNA的碱基序列,不改变DNA中嘌呤碱基与嘧啶碱基的比例,D正确。
6.答案　(1)5'-CUUGCCAGC-3'　核糖体　mRNA　(2)RNA聚合酶　转录　(3)抑制　(4)①注射等量不含Dnmt3 siRNA的溶液(注射等量无关siRNA溶液)　饲喂花粉和花蜜　工蜂　蜂王　(5)碱基序列保持不变　基因表达和表型
解析　(1)过程①表示转录,若①以基因的β链为模板,先根据RNA聚合酶的移动方向(沿着DNA模板链3'→5'方向移动)判断β链的方向:左侧是3'端,右侧是5'端,再根据碱基互补配对原则写出mRNA碱基序列。
β链虚线框序列:3'-GAACGGTCG-5'
　　mRNA序列:5'-CUUGCCAGC-3'
过程②表示翻译,翻译的场所是核糖体,模板是mRNA。
(3)题干信息:蜂王浆导致雌性蜜蜂幼虫DNA甲基化减少,幼虫将发育为蜂王;Dnmt3蛋白能使DNA某些区域添加甲基基团,推测蜂王浆中的蛋白可能抑制Dnmt3蛋白活性,导致雌性蜜蜂幼虫DNA甲基化减少,进而发育为蜂王。
(4)
实验目的 验证Dnmt3是决定雌蜂幼虫发育成工蜂或蜂王的关键因素
自变量 是否注射Dnmt3 siRNA溶液
因变量 雌蜂幼虫发育情况
实验步骤 ①取多只生理状况相同的雌蜂幼虫,均分为A、B两组; ②B组注射适量的Dnmt3 siRNA溶液,A组作为对照组,注射等量不含Dnmt3 siRNA的溶液(或注射等量无关siRNA溶液),其他条件相同且适宜; ③用花粉和花蜜分别饲喂一段时间后,观察并记录幼蜂发育情况
预期实验 结果及结论 若A组发育成工蜂,B组发育成蜂王,则能验证Dnmt3是决定雌蜂幼虫发育成工蜂或蜂王的关键因素
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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