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．白化病与镰状细胞贫血是两种常见的人类单基因遗传病，发病机理如图所示。下列有关说法正确的是()A．①②分别表示转录、翻译，主要发生在细胞核中B．②过程中发生碱基互补配对，完成该过程需要64种tRNA的参与C．图中两基因对生物性状的控制方式相同D．①②两个过程中碱基互补配对的方式不完全相同2．牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图。从图中不能得出的结论是()A．花的颜色由多对基因共同控制B．基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程C．生物性状由基因决定，受环境影响D．若基因①不表达，则基因②和基因③也不表达3．科学家提取老鼠脑垂体某基因的mRNA并以此为模板得到一个cDNA克隆，以此为探针，与从胚性心脏(EH)、成年鼠心脏(AH)、胚性脑垂体(EP)、成年鼠脑垂体(AP)及睾丸组织(T)中提取的RNA进行杂交，结果如图所示。下列相关叙述错误的是()A．杂交结果表明，该基因在成年鼠的脑垂体细胞中表达，而在心脏细胞中不表达B．睾丸中该mRNA的大小与其他组织存在明显差异，可能是选择性剪接导致C．此实验结果说明基因表达调控的复杂性，同一基因可以表达出不同的产物D．此实验过程需要用到逆转录酶和DNA聚合酶4.DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，此种变化可影响基因的表达，对细胞分化具有调控作用。基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，如图所示。研究发现，多种类型的癌细胞中发生了抑癌基因的过量甲基化。下列叙述错误的是()A．细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化B．甲基化的启动子区域更易暴露转录模板链的碱基序列C．抑癌基因过量甲基化后会导致细胞不正常增殖D．某些DNA甲基化抑制剂可作为抗癌药物研发的候选对象5.快速分裂的癌细胞内会积累较高浓度的乳酸。研究发现，乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，进而加快有丝分裂后期的进程。下列叙述正确的是()A．乳酸可以促进DNA的复制B．较高浓度乳酸可以抑制细胞的有丝分裂C．癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸D．敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平6.癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性较低，原因不可能是()A．该酶基因突变B．该酶基因启动子甲基化C．该酶中一个氨基酸发生变化D．该酶在翻译过程中肽链加工方式变化7.某植物的叶形与R基因的表达直接相关。现有该植物的植株甲和乙，二者R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基化，能正常表达；植株乙R基因高度甲基化，不能表达。下列有关叙述正确的是()A．植株甲和乙的R基因的碱基种类不同B．植株甲和乙的R基因的序列相同，故叶形相同C．植株乙自交，子一代的R基因不会出现高度甲基化D．植株甲和乙杂交，子一代与植株乙的叶形不同8.研究发现在野生型果蝇幼虫中降低lint基因表达，能影响另一基因inr的表达(如图)，导致果蝇体型变小等异常。下列叙述错误的是()WT：野生型果蝇幼虫lintRi：降低lint基因表达后的幼虫A．lint基因的表达对inr基因的表达有促进作用B．提高幼虫lint基因表达可能使其体型变大C．降低幼虫inr基因表达可能使其体型变大D．果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果9.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10.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二、非选择题11.分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果，回答下列问题。检测的3种细胞卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰岛素mRNA输卵管细胞＋＋＋＋－－红细胞＋＋＋－＋－胰岛细胞＋＋＋－－＋说明：“＋”表示检测发现相应的分子，“－”表示检测未发现相应的分子。(1)这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？(2)3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？12.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。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5′­甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示)，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的非甲基化位点，使其全甲基化。(1)由于图2中过程①的方式是半保留复制，所以其产物都是________(填“半”或“全”)甲基化的，因此过程②必须经过________________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。(2)研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制________________。13．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：___________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：1．D解析：②是以RNA为模板，指导蛋白质的合成，表示翻译过程，翻译发生在细胞质中的核糖体上，A错误；②过程为翻译过程，正常情况下，由于3种终止密码子没有对应的反密码子，因此tRNA理论上最多只有61种，因此，该过程中最多需要61种tRNA的参与，B错误；基因1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，基因2通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，C错误；①为转录过程，转录过程中的碱基互补配对方式有T—A、A—U、G—C、C—G，而②翻译过程中碱基互补配对的方式有U—A、A—U、G—C、C—G，这两个过程中的碱基互补配对的方式不完全相同，D正确。2．D解析：基因①②③的表达是相互独立的，D错误。3．D解析：根据杂交结果可知，该基因得到的探针能与成年鼠的脑垂体细胞中RNA形成杂交带，与心脏细胞中RNA不能形成杂交带，说明该基因在成年鼠的脑垂体细胞中表达，而在心脏细胞中不表达，A正确；在睾丸细胞中的杂交带与其他杂交带不同，可能是选择性剪接所致，B正确；此实验结果说明基因表达调控的复杂性，同一基因可以表达出不同的mRNA，进而可形成不同的蛋白质，C正确；此实验过程不需要用到DNA聚合酶，D错误。4.B解析：从图中可以看出，基因包括启动子、转录区域、终止子等部分，启动子和转录区域为基因中不同的区段，基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，因此甲基化的启动子区域不利于暴露转录模板链的碱基序列，B错误。5.D解析：根据题目信息可知，乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，进而加快有丝分裂后期的进程，乳酸不能促进DNA复制，A错误；乳酸能促进有丝分裂后期的进程，进而促进细胞分裂，B错误；无氧呼吸发生在细胞质基质，不发生在线粒体中，C错误；根据题目信息，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，故敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平，D正确。6.B解析：基因控制蛋白质的合成，基因突变是指DNA分子中碱基的替换、增添或缺失而引起基因碱基序列的改变，基因突变后可能导致蛋白质功能发生改变，进而导致酶活性降低，A不符合题意。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，转录出的mRNA可作为翻译的模板翻译出蛋白质。若该酶基因启动子甲基化，可能导致该基因的转录过程无法进行，不能合成酶，B符合题意。蛋白质的结构决定其功能，蛋白质结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲折叠的方式等有关。故若该酶中一个氨基酸发生变化(氨基酸种类变化)或该酶在翻译过程中肽链加工方式变化，都可能导致该酶的空间结构变化而导致功能改变，活性降低，C、D不符合题意。7.D解析：植株甲和乙的R基因的序列相同，因此所含的碱基种类也相同，A错误；植株甲和乙的R基因的序列相同，但植株甲R基因未甲基化，能正常表达，植株乙的R基因高度甲基化，不能表达，因而叶形不同，B错误；甲基化相关的性状可以遗传，因此，植株乙自交，子一代的R基因会出现高度甲基化，C错误；植株甲含有未甲基化的R基因，故植株甲和乙杂交，子一代与植株乙的叶形不同，与植株甲的叶形相同，D正确。8.A解析：对比野生型果蝇幼虫的inr基因的相对表达量可知，降低lint基因表达后，幼虫体内的inr基因的相对表达量显著上升，说明lint基因的表达对inr基因的表达有抑制作用，A错误；根据题干信息可知，inr的表达量增加后“导致果蝇体型变小”，可推测提高幼虫lint基因表达，inr基因的表达量下降，进而可能使果蝇体型变大，B、C正确；由以上分析可知，果蝇体型大小与lint基因和inr基因都有关，说明果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果，D正确。9.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。10.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。11.(1)3种基因转录的mRNA分别出现在3种细胞中，表明每种细胞只合成3种蛋白质中的一种，因此，这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同。虽然有些蛋白质在所有的细胞中都合成，但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成。(2)这一事实说明，细胞中并不是所有的基因都会表达，基因的表达有选择性。12.(1)半维持甲基化酶(2)基因的表达解析：(1)图2中过程①的模板链都含甲基，过程①的方式是半保留复制，而复制后都只含一个甲基，所以其产物都是半甲基化的。因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。(2)RNA聚合酶能与基因中的启动子结合，催化基因进行转录。研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影