4.2 基因表达与性状的关系 （限时集训）-【黄金15分钟】2024-2025学年高一生物下学期同步提升限时检测（人教版2019必修2）

4.2基因表达与性状的关系（限时集训15分钟） 1．如图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析下列叙述正确的是（    ） A．基因1和基因2不能出现在人体内的同一个细胞中 B．白化病人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，不能合成黑色素 C．黑色素的形成过程说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状 D．图中①过程需DNA聚合酶的催化，②过程需tRNA的协助 2．酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处，它能将酪氨酸转变为黑色素。如果一个人的基因不正常而缺少酪氨酸酶，那么这个人就会出现白化症状。下列说法不正确的是（    ） A．基因能控制生物体的性状 B．基因能控制合成相应的酶，进而控制生物体的性状 C．基因与性状是简单的线性关系 D．这种病是可遗传的 3．研究发现，DNA 甲基化导致某些区域DNA 构象变化，阻碍 RNA 聚合酶与基因结合，降低基因的转录效率。下列叙述正确的是（　　） A．DNA 甲基化会使生物体基因的碱基序列发生改变 B．提高细胞内 RNA 聚合酶的浓度可降低甲基化水平 C．DNA 甲基化引起的性状改变属于表观遗传 D．DNA 甲基化无法引起生物体出现可遗传的表型变化 4．下面关于基因、蛋白质和性状三者之间关系的叙述不正确的是（    ） A．生物体的表现型是由基因型和环境共同控制 B．基因与性状之间都是一一对应的关系 C．基因通过控制结构蛋白的合成，进而直接控制生物体的性状 D．基因可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 5．人出生前，胎儿的血红蛋白由α珠蛋白和y珠蛋白组成，出生后人体血红蛋白则主要由a珠蛋白和β珠蛋白组成。研究发现，β和y珠蛋白分别由B、D基因控制合成。其中D基因在出生前后的作用变化机理如图所示，DNA甲基转移酶（DNMT）在此过程发挥关键作用。β-地中海贫血（简称β地贫）是一种由基因突变导致β珠蛋白异常，以溶血和无效造血为特征的单基因遗传病。下列叙述错误的是（    ）    A．D基因甲基化不改变基因的碱基序列，但对表型产生的影响会遗传给后代 B．正常人出生后D基因关闭是因为DNMT催化D基因的启动子发生了甲基化 C．诱发DNMT基因突变，出生后的D基因表达减弱，y肽链合成减少 D．β地贫的发生说明了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状 6．核小体是染色质的结构单位，每个核小体由DNA（180～200个碱基对组成）缠绕组蛋白八聚体1.75圈形成。下列相关叙述错误的是（    ） A．染色质与染色体的组成成分和空间结构均明显不同 B．染色质由一连串的核小体组成，分布于细胞核内 C．核小体使DNA高效地压缩，保持染色体的稳定性 D．组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰会影响基因的表达 7．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之一是 DNA 甲基化 B．表观遗传现象与外界环境关系密切 C．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发生了改变 D．DNA 甲基化、组蛋白乙酰化等是通过影响基因表达从而使生物出现可遗传变异 8．兔的毛色由毛囊细胞产生的黑色素决定，黑色素分为黑色的真黑素和褐色的褐黑素两类，细胞中色素合成过程如图所示。下列叙述错误的是（    ）    A．该实例表明基因能通过控制酶的合成来控制生物性状 B．基因型为TtAabb与TTAAbb个体的毛色均为黑色 C．一只兔子的毛囊细胞和成熟红细胞中的遗传物质相同 D．图中信息表明性状可受到多个基因的影响 9．基因表达调控对生物体内细胞分化、形态发生等生命过程有重要意义，RNA 介导的基因沉默是生物体内一种重要的基因表达调控机制。miRNA 是真核细胞中的一类具有调控功能但不编码蛋白质的短序列RNA，其作用机制如图2所示。回答下列问题：    (1)图1所示为遗传信息表达的 过程，该过程共需要4种 作为原料，真核细胞中该过程发生的场所主要在 。若合成的RNA中，腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部碱基的43%，其DNA模板链的腺嘌呤占该链碱基总数30%，则合成的RNA中腺嘌呤占该链碱基总数的 。 (2)图2的②过程中核糖体的移动方向是 （填“从左向右”或“从右向左”），图中3个核糖体合成的肽链结构 （填“相同”或“不同”），多个核糖体结合到同一条mRNA 上的生理学意义是 。 (3)由图2可知，miRNA调控目的基因表达的机理是：miRNA 和mRNA 的序列发生 ，二者结合形成核酸杂交分子，导致核糖体不能结合到mRNA 上，从而抑制 过程。 (4)研究发现，RNA介导的基因沉默是可以遗传给子代的，这 （填“属于”或“不属于”）表观遗传。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 4.2基因表达与性状的关系（限时集训15分钟） 1．如图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析下列叙述正确的是（    ） A．基因1和基因2不能出现在人体内的同一个细胞中 B．白化病人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，不能合成黑色素 C．黑色素的形成过程说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状 D．图中①过程需DNA聚合酶的催化，②过程需tRNA的协助 【答案】B 【分析】图示为人体基因对性状控制过程示意图，其中①表示转录过程，主要在细胞核中进行；转录形成的mRNA，作为翻译的模板；②是翻译过程，在细胞质的核糖体上合成。 【详解】A、人体所有的体细胞都是由同一个受精卵通过有丝分裂形成的，含有相同的基因，因此基因1和基因2同时存在于人体所有的体细胞中，A错误； B、人的白化病是由于控制酪氨酸酶的基因异常而引起的，患者由于缺少酪氨酸酶不能将酪氨酸合成黑色素，而表现出白化症状，B正确； C、黑色素的形成过程需要经过①②③过程，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，C错误； D、图中①过程表示转录过程，需RNA聚合酶的催化，②过程表示翻译过程，需tRNA运输氨基酸，DNA聚合酶参与DNA复制过程，D错误。 故选B。 2．酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处，它能将酪氨酸转变为黑色素。如果一个人的基因不正常而缺少酪氨酸酶，那么这个人就会出现白化症状。下列说法不正确的是（    ） A．基因能控制生物体的性状 B．基因能控制合成相应的酶，进而控制生物体的性状 C．基因与性状是简单的线性关系 D．这种病是可遗传的 【答案】C 【分析】酶的作用机理是通过降低化学反应的活化能加快化学反应的速度，酶的活性受温度、pH等条件的影响；基因对性状的控制途径：①基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，②基因通过控制酶的合成控制细胞代谢，进而间接控制生物的性状。 【详解】A、基因能通过控制蛋白质的合成控制生物体的性状，A正确； B、一个人的基因不正常而缺少酪氨酸酶，则这个人就会出现白化症状，体现了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，这是基因控制性状的一种途径，B正确； C、基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，一种性状可能会由多个基因控制，或一个基因可能会控制多个性状，C错误； D、这种病是由基因异常造成的，因此是可遗传的，D正确。 故选C。 3．研究发现，DNA 甲基化导致某些区域DNA 构象变化，阻碍 RNA 聚合酶与基因结合，降低基因的转录效率。下列叙述正确的是（　　） A．DNA 甲基化会使生物体基因的碱基序列发生改变 B．提高细胞内 RNA 聚合酶的浓度可降低甲基化水平 C．DNA 甲基化引起的性状改变属于表观遗传 D．DNA 甲基化无法引起生物体出现可遗传的表型变化 【答案】C 【分析】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现型却发生了改变，如DNA的甲基化。DNA甲基化，不改变基因的碱基序列，但是会抑制基因的表达。 【详解】A、DNA甲基化不会使生物体基因的碱基序列发生改变，A错误； B、DNA甲基化水平与RNA聚合酶的浓度无关，提高细胞内RNA聚合酶的浓度不会降低甲基化水平，B错误； C、DNA 甲基化不改变基因的碱基序列，但引起的性状发生改变，这属于表观遗传现象，C正确； D、DNA甲基化引起的表型变化可遗传给后代，D错误。 故选C。 4．下面关于基因、蛋白质和性状三者之间关系的叙述不正确的是（    ） A．生物体的表现型是由基因型和环境共同控制 B．基因与性状之间都是一一对应的关系 C．基因通过控制结构蛋白的合成，进而直接控制生物体的性状 D．基因可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 【答案】B 【分析】基因对性状的控制方式：①基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢，进而间接控制生物的性状，如白化病、豌豆的粒形；②基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状，如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病。 【详解】A、生物体的性状是基因与环境共同作用的结果，A正确； B、基因与性状之间并不是简单的一一对应的关系，如有些性状由多对基因控制，B错误； C、基因可通过控制结构蛋白的合成，直接控制生物体的性状，C正确； D、基因可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，D正确。 故选B。 5．人出生前，胎儿的血红蛋白由α珠蛋白和y珠蛋白组成，出生后人体血红蛋白则主要由a珠蛋白和β珠蛋白组成。研究发现，β和y珠蛋白分别由B、D基因控制合成。其中D基因在出生前后的作用变化机理如图所示，DNA甲基转移酶（DNMT）在此过程发挥关键作用。β-地中海贫血（简称β地贫）是一种由基因突变导致β珠蛋白异常，以溶血和无效造血为特征的单基因遗传病。下列叙述错误的是（    ）    A．D基因甲基化不改变基因的碱基序列，但对表型产生的影响会遗传给后代 B．正常人出生后D基因关闭是因为DNMT催化D基因的启动子发生了甲基化 C．诱发DNMT基因突变，出生后的D基因表达减弱，y肽链合成减少 D．β地贫的发生说明了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状 【答案】C 【分析】表观遗传是指生物体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。 【详解】A、DNA甲基化不改变基因的碱基序列，属于表观遗传，对表型产生的影响会遗传给后代，A正确； B、由图可知，正常人出生后DNMT基因通过使D基因的启动子甲基化而影响其表达，即在转录水平上调节y肽链基因的表达，B正确； C、诱发DNMT基因突变，出生后的D基因表达减弱，D基因的启动子甲基化减少，y肽链合成增多，C错误； D、β-地中海贫血（简称β地贫）是一种由基因突变导致β珠蛋白异常，可说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状，D正确。 故选C。 6．核小体是染色质的结构单位，每个核小体由DNA（180～200个碱基对组成）缠绕组蛋白八聚体1.75圈形成。下列相关叙述错误的是（    ） A．染色质与染色体的组成成分和空间结构均明显不同 B．染色质由一连串的核小体组成，分布于细胞核内 C．核小体使DNA高效地压缩，保持染色体的稳定性 D．组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰会影响基因的表达 【答案】A 【分析】染色质和染色体是同一种物质在不同时期的两种存在形式。染色质是细长丝状，染色体是高度螺旋化、缩短变粗的结构。 核小体是染色质的结构单位，由特定的 DNA 和组蛋白组成。 【详解】A、染色质与染色体的组成成分相同，都是由DNA和蛋白质组成，空间结构不同，染色质是细长丝状，染色体是高度螺旋化、缩短变粗的结构，A错误； B、因为每个核小体是染色质的结构单位，所以一条染色质由多个核小体组成，分布于细胞核内，B正确； C、组蛋白与DNA结合成核小体，即核小体使DNA高效地压缩，能够对DNA起到保护和稳定的作用，保持染色体的稳定性，C正确； D、组蛋白发生甲基化、乙酰化属于表观遗传，会影响基因的表达，D正确。 故选A。 7．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之一是 DNA 甲基化 B．表观遗传现象与外界环境关系密切 C．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发生了改变 D．DNA 甲基化、组蛋白乙酰化等是通过影响基因表达从而使生物出现可遗传变异 【答案】C 【分析】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。 【详解】AC、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。这一现象出现的原因是DNA的甲基化、构成染色体的组蛋白乙酰化等，因此DNA 甲基化、组蛋白乙酰化等是通过影响基因表达从而使生物出现可遗传变异，AD正确，C错误； B、外界环境会引起细胞中DNA甲基化水平变化，从而引起表观遗传现象的出现，B正确。 故选C。 8．兔的毛色由毛囊细胞产生的黑色素决定，黑色素分为黑色的真黑素和褐色的褐黑素两类，细胞中色素合成过程如图所示。下列叙述错误的是（    ）    A．该实例表明基因能通过控制酶的合成来控制生物性状 B．基因型为TtAabb与TTAAbb个体的毛色均为黑色 C．一只兔子的毛囊细胞和成熟红细胞中的遗传物质相同 D．图中信息表明性状可受到多个基因的影响 【答案】C 【分析】基因控制生物性状的两种方式：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。 【详解】A、据图可知，A、B、T基因分别控制不同酶的合成，不同酶控制不同反应的发生。因此，图中信息表明基因能通过控制酶的合成来控制生物性状，A正确； B、据图可知，A基因控制A酶合成，则a基因不能控制A酶合成，所以AA与Aa体现的毛色相同；T基因控制酪氨酸酶合成，则t基因不能控制酪氨酸酶合成，所以TT与Tt体现的毛色相同；综合以上分析，基因型为TtAabb与TTAAbb个体的毛色相同，且均为黑色，B正确； C、由于哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核，因此，一只兔子的毛囊细胞和成熟红细胞中的遗传物质不相同，C错误； D、据图可知，A/a、B/b及T/t这三对基因都与兔的毛色有关，因此，图中信息表明，性状可受到多个基因的影响，D正确。 故选C。 9．基因表达调控对生物体内细胞分化、形态发生等生命过程有重要意义，RNA 介导的基因沉默是生物体内一种重要的基因表达调控机制。miRNA 是真核细胞中的一类具有调控功能但不编码蛋白质的短序列RNA，其作用机制如图2所示。回答下列问题：    (1)图1所示为遗传信息表达的 过程，该过程共需要4种 作为原料，真核细胞中该过程发生的场所主要在 。若合成的RNA中，腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部碱基的43%，其DNA模板链的腺嘌呤占该链碱基总数30%，则合成的RNA中腺嘌呤占该链碱基总数的 。 (2)图2的②过程中核糖体的移动方向是 （填“从左向右”或“从右向左”），图中3个核糖体合成的肽链结构 （填“相同”或“不同”），多个核糖体结合到同一条mRNA 上的生理学意义是 。 (3)由图2可知，miRNA调控目的基因表达的机理是：miRNA 和mRNA 的序列发生 ，二者结合形成核酸杂交分子，导致核糖体不能结合到mRNA 上，从而抑制 过程。 (4)研究发现，RNA介导的基因沉默是可以遗传给子代的，这 （填“属于”或“不属于”）表观遗传。 【答案】(1) 转录 核糖核苷酸 细胞核 13% (2) 从左向右 相同 少量mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质（或可以提高翻译效率） (3) 碱基互补配对 翻译 (4)属于 【分析】目的基因通过转录合成mRNA，mRNA可以结合多个核糖体同时合成多条肽链，提高了翻译的效率；miRNA通过转录合成前体RNA，前体RNA经加工变成miRNA，miRNA可以和mRNA碱基互补配对结合形成核酸杂交分子，导致核糖体不能结合到mRNA上，从而抑制翻译过程。 【详解】（1）图1所示为遗传信息表达的转录过程，该过程共需要4种核糖核苷酸作为原料，真核细胞中该过程发生的场所主要在细胞核。合成的RNA中，腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部碱基的43%，则DNA模板链中胸腺嘧啶和腺嘌呤之和占该链碱基总数43%，其DNA模板链的腺嘌呤占该链碱基总数30%，则DNA模板链的胸腺嘧啶占该链碱基总数13%，则合成的RNA中腺嘌呤占该链碱基总数的13%。 （2）根据肽链的长短，可判断图2的②过程中核糖体的移动方向是从左向右；由于模板链相同，图中3个核糖体合成的肽链结构相同；多个核糖体结合到同一条mRNA上的生理学意义是少量mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质或可以提高翻译效率。 （3）miRNA基因调控目的基因表达的机理是：miRNA和mRNA的序列发生碱基互补配对，二者结合形成核酸杂交分子，导致核糖体不能结合到mRNA上，从而抑制翻译过程。 （4）RNA介导的基因沉默，生物体基因的碱基序列保持不变，而基因表达和表型发生可遗传变化，所以RNA介导的基因沉默是可以遗传给子代的，属于表观遗传。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$