第2章 第3节 第2课时 中心法则、基因的选择性表达及表观遗传(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物必修2（苏教版2019）

第2课时　中心法则、基因的选择性表达及表观遗传 [随堂巩固] 1．下图表示生物界的中心法则，下列有关叙述正确的是(　　) A．健康的人体内可以发生图中所有过程 B．烟草花叶病毒侵入宿主细胞后发生①→②→③→④的过程 C．⑤过程需要逆转录酶的参与 D．该图揭示了遗传信息传递的一般规律 解析　分析题图可知，健康的人体内可以发生图中①DNA复制、②转录和③翻译过程，A项错误；烟草花叶病毒是RNA病毒，侵入宿主细胞后发生⑤RNA复制和⑥翻译过程，B项错误；④过程需要逆转录酶的参与，C项错误。 答案　D 2．豌豆种子有圆粒和皱粒两种，如图为圆粒种子形成机制的示意图，下列相关说法不正确的是(　　) A．图中显示基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物性状 B．当编码淀粉分支酶的基因被打乱时，细胞内淀粉的含量会上升 C．皱粒种子中蔗糖含量相对更高，味道更甜美 D．图中①②过程中碱基互补配对的方式有差异 解析　图中显示基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物性状，A正确；当编码淀粉分支酶的基因被打乱时，会导致淀粉分支酶异常，活性大大降低，从而使淀粉的含量下降，B错误；皱粒种子中淀粉含量相对较低，而蔗糖含量相对较高，种子的甜度增加，C正确；图中①②过程分别为转录和翻译，都会发生碱基互补配对，其中转录过程中有T和A配对，而翻译过程中没有，D正确。 答案　B 3．白化病和黑尿病都是因为酶缺陷引起的分子遗传病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸，排出的尿液中因含有尿黑酸，遇空气后氧化变黑。下图表示人体内与之相关的一系列生化过程，据图分析下列叙述不正确的是(　　) A．若一个皮肤角质层细胞控制酶B合成的基因异常，不会导致白化病 B．若一个胚胎干细胞控制酶D合成的基因异常，可能会导致黑尿病 C．白化病和黑尿病说明基因是通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状的 D．图中代谢过程可说明一个基因可影响多个性状，一个性状也可受多个基因控制 解析　白化病和黑尿病是基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而间接控制生物性状，而非直接控制，C项错误。 答案　C 4．鸡的输卵管细胞能合成卵清蛋白、红细胞能合成β­珠蛋白、胰岛细胞能合成胰岛素，用编码上述蛋白质的基因分别作探针，对上述3种细胞中提取的总DNA进行杂交实验；用同样的3种基因片段作探针，对上述3种细胞中提取的总RNA进行杂交实验。上述实验结果如下表： 细胞总DNA 细胞总RNA 输卵管 细胞 红细胞 胰岛 细胞 输卵管 细胞 红细胞 胰岛 细胞 卵清蛋 白基因 ＋ ＋ ＋ ＋ － － β­珠蛋 白基因 ＋ ＋ ＋ － ＋ － 胰岛素基因 ＋ ＋ ＋ － － ＋ 注：“＋”表示杂交过程中有杂合双链；“－”表示杂交过程中有游离的单链 根据上述事实，下列叙述正确的是(　　) A．胰岛细胞中只有胰岛素基因 B．上述3种细胞的分化是由于细胞在发育过程中某些基因丢失所致 C．在红细胞成熟过程中有选择性地表达了β­珠蛋白基因 D．在输卵管细胞中无β­珠蛋白基因和胰岛素基因 解析　鸡胰岛细胞与输卵管细胞、红细胞都来自受精卵，细胞中的基因相同，A、D项错误；细胞的分化是基因选择性表达的结果，如红细胞中有选择性地表达了β­珠蛋白基因，而另外两种细胞中β­珠蛋白基因则没有表达，B项错误，C项正确。 答案　C 5．下列有关表观遗传的叙述，不正确的是(　　) A．生物表观遗传中基因表达发生改变 B．生物表观遗传中表型发生改变 C．生物表观遗传中基因的碱基序列发生改变 D．生物表观遗传现象可以遗传给下一代 解析　生物表观遗传中基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，基因的表达和表型发生了可遗传的变化。 答案　C [课下作业] 1．克里克提出的中心法则是指(　　) A．遗传信息的转录、翻译过程 B．遗传信息的转录、翻译及表达过程 C．DNA复制及转录、翻译过程中的碱基互补配对原则 D．遗传信息通过DNA复制、转录及翻译的传递过程 解析　克里克提出的中心法则主要包括遗传信息从DNA传递到DNA的自我复制过程，以及从DNA流向RNA进而流向蛋白质的转录和翻译过程。 答案　D 2．治疗艾滋病(HIV为RNA病毒)的药物AZT的分子构造与胸腺嘧啶脱氧核苷酸的结构很相似。下列对AZT作用的叙述，正确的是(　　) A．抑制艾滋病病毒RNA基因的转录 B．抑制艾滋病病毒RNA基因的自我复制 C．抑制艾滋病病毒RNA基因的逆转录 D．利于艾滋病病毒RNA基因的表达过程 解析　艾滋病病毒为逆转录病毒，RNA基因逆转录合成DNA的过程需要原料胸腺嘧啶脱氧核苷酸，而药物AZT的分子构造与胸腺嘧啶脱氧核苷酸的结构很相似，因此AZT药物会抑制逆转录过程，C正确。 答案　C 3．豌豆的淀粉分支酶基因中插入了一段外来的DNA序列，导致淀粉分支酶出现异常使得皱粒豌豆性状出现，则皱粒豌豆形成的机制是(　　) A．DNA甲基化 B．染色质结构改变 C．组蛋白修饰 D．相关基因碱基序列改变 解析　豌豆的基因中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶基因的碱基序列，导致淀粉分支酶出现使得导致皱粒豌豆性状出现。 答案　D 4．人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，其根本原因是这两种细胞的(　　) A．DNA碱基排列顺序不同　　B．蛋白质不同 C．转运RNA不同　　　　　　D．信使RNA不同 解析　人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，根本原因是基因的选择性表达，DNA在转录过程中形成的mRNA不同，进而通过翻译形成不同的蛋白质。 答案　D 5．人的胰岛素基因和得以表达的胰岛素依次位于(　　) A．全部细胞、胰岛细胞中 B．胰岛细胞、全部细胞中 C．均位于胰岛细胞中 D．全部细胞、肾小管细胞 解析　由同一受精卵发育而来的个体内所有细胞的遗传物质相同，不同的细胞基因发生选择性表达，如胰岛细胞中发生胰岛素基因的表达，而皮肤的表皮细胞中的胰岛素基因就不表达。 答案　A 6．下列与表观遗传现象无关的是(　　) A．柳穿鱼Lcyc基因碱基序列相同，但花的形态结构不同 B．表现出不同毛色的Avya小鼠 C．男性吸烟者的精子活力下降 D．水毛茛两种类型叶的形成 解析　水毛茛两种类型叶的形成受环境因素的影响，不是表观遗传导致的。 答案　D 7．柳穿鱼植株A和植株B花的形态结构不同，其他方面基本相同。 下列说法不正确的是(　　) A．两株柳穿鱼体内的Lcyc基因的序列相同 B．柳穿鱼的叶肉细胞内不存在Lcyc基因 C．植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化了 D．两植株杂交，F2中有少部分的花与植株B相似 解析　柳穿鱼的所有细胞内都有该基因。 答案　B 8．某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制，Avy(黄色)对a(黑色)为显性，将纯合黄色体毛的小鼠与纯合黑色体毛的小鼠杂交，下列有关叙述错误的是(　　) A．F1的基因型都是Avya B．Avy基因没有甲基化时，F1全是黄色 C．Avy基因甲基化程度越高，小鼠体毛的颜色就越浅 D．小鼠的肌肉细胞内也存在Avy及a基因 解析　Avy基因甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色越深。 答案　C 9．下图表示的是遗传信息在生物体内各种物质之间的传递过程。分析并回答下列有关问题： (1)在人体正常的活细胞中能进行的过程是________(填序号)。在人体肝脏中，有些细胞正进行②过程，说明该细胞即将进行________，进行②过程的主要场所是________________。 (2)从图中可见，DNA作为遗传物质，其两大基本的功能是________________________、________________________。 (3)⑤过程表示________，进行的场所是________。 解析　图中①表示RNA复制，②表示DNA复制，③表示逆转录，④表示转录，⑤表示翻译。在人体正常的活细胞中能进行的是②④⑤。 答案　(1)②④⑤　有丝分裂　细胞核　(2)通过复制传递遗传信息　通过控制蛋白质合成来表达遗传信息　(3)翻译　核糖体 10．下图为某人体内几种类型的细胞模式图。下列相关叙述中，不正确的是(　　) A．这些细胞来源于同一个受精卵，遗传物质相同 B．这些细胞的结构已发生很大变化，是基因选择性表达的结果 C．这些细胞在结构上具有统一性 D．这些细胞在功能上是相同的 解析　人体所有的细胞都是由受精卵经分裂和分化产生的，所以图中所有的细胞都来源于同一个受精卵，遗传物质相同，A正确；这些细胞形态、结构和功能都发生了改变，这是基因选择性表达的结果，B正确；图中所有的细胞都具有细胞核、细胞质膜和细胞质，这体现了它们在结构上的统一性，C正确；图中细胞形态不同，是其内部基因选择性表达的结果，不同基因的表达使得细胞具有不同的功能，D错误。 答案　D 11．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，使后代出现同样的表型 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、染色体上的组蛋白发生甲基化等，A正确，B错误；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，C正确；DNA甲基化的修饰可以通过配子传递给后代，使后代出现同样的表型，D正确。 答案　B 12．已知基因的甲基化不改变基因的碱基序列，但可以抑制基因的表达，如A基因甲基化后不能表达，从而使基因型为Aa的个体表现出aa个体性状(突变型)。将一对杂合野生型小鼠杂交，后代野生型和突变型的比例为1∶1，研究发现，亲代小鼠的a基因均被甲基化，而在形成配子时亲代的甲基化全部被抹去，并且可能进行了新的甲基化，下列说法不合理的是(　　) A．雌雄配子基因型各有两种，且比例为1∶1 B．可能两种雌配子都没有甲基化，两种雄配子都甲基化 C．可能雌配子中甲基化的基因都是A，雄配子中甲基化的基因都是a D．可能雌雄配子中均各有一半A基因和一半a基因发生甲基化 解析　亲本为一对杂合野生型小鼠，即基因型均为Aa，在正常情况下，亲代：Aa×Aa，子代：AA、Aa、Aa、aa根据题目，子代中野生型和突变型的比例为1∶1，故可推测亲代中有一方的基因A发生了甲基化，基因a是否甲基化对结果没有影响。雌雄配子基因型各有两种，且比例为1∶1，A项不符合题意；两种雌配子都没有甲基化，两种雄配子都甲基化，符合上述结果，B项不符合题意；雌配子中甲基化的基因都是A，雄配子中甲基化的基因都是a，也符合亲代中有一方的基因A发生了甲基化，C项不符合题意；若雌雄配子中均各有一半A基因和一半a基因发生甲基化，即相当于基因型为AAaa×AAaa的亲代，甲基化为Aaaa×Aaaa：子代中野生型和突变型的比例为7∶9，D项符合题意。 答案　D 13．真核生物细胞内存在着种类繁多、长度为21－23个核苷酸的小分子RNA(简称miRNA)，它们能与相关基因转录出来的mRNA互补，形成局部双链，从而导致基因不能表达，属于表观遗传。由此可以推断miRNA抑制基因表达的分子机制是(　　) A．阻断rRNA装配成核糖体 B．妨碍双链DNA分子的解旋 C．干扰tRNA识别密码子 D．影响RNA分子的远距离转运 解析　由题干可知，miRNA能与相关基因转录出来的mRNA互补，说明miRNA能识别mRNA上的碱基并与之配对。而正常状态下，与mRNA上密码子配对的是tRNA上的反密码子，由此可以推断miRNA通过干扰tRNA识别密码子而抑制基因表达，C正确。 答案　C 14．为研究某病毒的致病过程，在实验室中做了如下图所示的模拟实验。 (1)①从病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子，其部分碱基序列为－GAACAUGUU－。将物质A加入试管甲中，反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是－CTTGTACAA－，则试管甲中模拟的是________过程。 ②将提纯的产物X加入试管乙，反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子，则产物Y是________，试管乙中模拟的是________过程。 ③将提纯的产物Y加入试管丙中，反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒的外壳，则产物Z是________________。 (2)若该病毒感染了小鼠上皮细胞，则组成子代病毒外壳的原料来自________________，而决定该化合物合成的遗传信息来自________________。若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他哺乳动物，则说明所有生物共用一套________________。该病毒遗传信息的传递过程为_______________________________。 解析　(1)物质A为RNA分子，由形成的产物X中含有碱基T来看，产物X为DNA，甲试管模拟的是逆转录过程，乙试管模拟的是转录过程，丙试管模拟的是翻译过程，产物Y、Z分别是mRNA和蛋白质。(2)病毒在宿主细胞中繁殖时，以病毒的遗传物质为模板，利用宿主细胞的原料、能量、酶系统，合成病毒的遗传物质和蛋白质外壳。从题中的信息看，该病毒为逆转录病毒，因此其遗传信息的传递过程为：RNA→DNA→RNA→蛋白质。 答案　(1)①逆转录　②mRNA　转录　③多肽(或蛋白质) (2)小鼠上皮细胞　病毒RNA　密码子　RNA→DNA→RNA→蛋白质 15．表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因的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的半甲基化位点，使其全甲基化。 (1)由上述材料可知，DNA甲基化________(填“会”或“不会”)改变基因转录产物的碱基序列。 (2)由于图2中过程①的方式是__________________，所以其产物都是____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。 (3)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________________。 (4)小鼠的A基因编码胰岛素生长因子－2(IGF－2)，a基因无此功能(A、a位于常染色体上)。IGF－2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。 若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的表型应为________。F1雌雄个体间随机交配，则F2的表型及其比例应为________________。结合F1配子中A及其等位基因启动子的甲基化状态，分析F2出现这种比例的原因是____________________________。 (5)5－氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是：AZA在________过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是：AZA与“CG岛”中的________竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。 解析　(1)由材料可知胞嘧啶在发生甲基化后仍能与鸟嘌呤互补配对，由此可知甲基化不会影响DNA转录时DNA与RNA的碱基互补配对，基因转录产物RNA的碱基序列不会发生变化。(2)①表示DNA复制，方式是半保留复制；因为半保留复制中新合成的DNA单链正常，则其产物为半甲基化的DNA；亲代DNA为全甲基化，②过程表示半甲基化转化为全甲基化过程，需要维持甲基化酶催化。(3)在转录过程中，RNA聚合酶需要与启动子相结合，催化RNA的合成，启动子中“CG岛”的甲基化会影响RNA聚合酶与启动子结合，从而影响基因的表达。(4)卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达，精子中的A及其等位基因由于启动子非甲基化而表达，纯合正常雄鼠的精子都含A，则子代的基因型为Aa，表型为正常；子一代雄鼠的精子中含A的精子∶含a的精子＝1∶1，且能正常表达，卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达，两者杂交，相当于Aa和aa杂交，子二代的表型比例为正常∶矮小＝1∶1。(5)DNA复制中，DNA解旋，AZA可能在此过程中掺入DNA分子；AZA可能会与“CG岛”中的胞嘧啶竞争甲基化酶，降低DNA甲基化程度。 答案　(1)不会　(2)半保留复制　半　维持甲基化酶　(3)基因的表达　(4)全部正常　正常∶矮小＝1∶1　卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达，精子中的A及其等位基因由于启动子非甲基化而表达，并且含A的精子∶含a的精子＝1∶1　(5)DNA复制　胞嘧啶 9 学科网（北京）股份有限公司 $$