4.2 基因表达与性状的关系（分层培优练）

第2节　基因表达与性状的关系 基础必备题+能力提升题+拓展培优练 一、单选题 1．同一株水毛茛，空气中的叶和浸在水中的叶表现出两种不同的形态，该现象说明（　　） A．空气中的叶和水中的叶基因组成不同 B．叶片基因组成相同，性状一定相同 C．叶片形态是基因与环境相互作用的结果 D．叶片的基因和性状是一一对应的关系 2．血橙被誉为“橙中贵族”，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。    注：T序列和G序列是Ruby基因启动子上的两段序列 下列分析不合理的是（    ） A．血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的 B．低温引起T序列改变及去甲基化进而使血橙“血量”增多 C．同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关 D．若提前采摘，可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达 3．关于基因表达与性状的关系，下列叙述正确的是（    ） A．某人的红细胞与神经元形态、结构和功能的差异是遗传物质改变的结果 B．同卵双胞胎具有的微小差异是由于配子的多样性造成的 C．人的身高由单个基因决定，也与后天的营养和体育锻炼有关 D．人的白化症状是由于编码酪氨酸酶的基因异常而使机体缺少酪氨酸酶导致的 4．下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是 A．两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同 B．某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的 C．O型血夫妇的子代都是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决定的 5．两种柳穿鱼植株杂交，F1均开两侧对称花，F1自交产生的F2中开两侧对称花34株，开辐射对称花的5株。进一步研究发现，两种柳穿鱼植株的Leyc基因碱基序列相同，只是在开两侧对称花植株中表达，在开辐射对称花植株中不表达，二者Lcyc基因的甲基化情况如下图所示。下列叙述正确的是（　　） A．控制两侧对称和辐射对称花的基因所含遗传信息不同 B．F2表型比说明柳穿鱼花型的遗传遵循基因的分离定律 C．控制辐射对称花的Lcyc基因的甲基化程度相对较高 D．推测甲基化的程度与Lcyc基因的表达程度成正相关 6．部分碱基发生甲基化修饰会抑制基因的表达。研究发现，大豆体内的 GmMYC2 基因表达会抑制脯氨酸的合成，使大豆的耐盐能力下降。下列说法错误的是（    ） A．可通过检测DNA的碱基序列确定该DNA是否发生甲基化 B．基因发生甲基化的过程中不涉及磷酸二酯键的生成与断裂 C．若GmMYC2 基因发生甲基化，则可能会提高大豆的耐盐能力 D．脯氨酸的合成可能增大了大豆根部细胞细胞液的渗透压 7．miRNA是一段单链小RNA，可以和mRNA结合并将其彻底降解。其作用原理如图，①②③④代表生理过程。下列有关叙述正确的是（    ） A．图中需要RNA聚合酶参与的过程有①②③ B．②过程核糖体从右往左同时移动合成多条肽链 C．miRNA与mRNA结合抑制相关基因的表达 D．miRNA干扰基因转录的现象属于表观遗传 8．下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是 A．原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物 B．真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成 C．肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质 D．原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与 9．研究发现，给线虫喂食某种细菌，它们的体型变得又小又圆，测序后发现其遗传物质碱基序列不变。这些线虫的后代即使从未接触该种细菌，这种体型上的变化仍可以持续多代。线虫体型变化的遗传现象属于（    ） A．表观遗传 B．显性遗传 C．染色体畸变 D．基因突变 10．如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，尿黑酸在人体内积累会使人的尿液中含有尿黑酸，这种尿液暴露于氧气中会变成黑色，这种症状称为尿黑酸症。下列说法错误的是（    ） A．酶⑤的缺乏会导致患白化病，酶③的缺乏会导致患尿黑酸症 B．由图可推知同种底物经不同种酶的催化得到的产物不同 C．若图中的酶均由不同的基因表达产生，则可推知基因和性状之间并不都是简单的一一对应关系 D．若图中的酶均由不同的基因表达产生，则说明基因可通过控制酶的合成直接控制生物体的性状 11．柳穿鱼花形态受Lcyc基因调控。野生型花两侧对称，Lcyc基因正常表达；变异型花辐射对称，Lcyc基因高度甲基化导致表达被抑制。野生型与变异型杂交，F1花均两侧对称，F1自交，F2多数花两侧对称，少数辐射对称。变异型自交后代也偶现两侧对称花。下列相关叙述错误的是（    ） A．Lcyc基因甲基化后碱基序列不变，但基因表达和表型发生了可遗传的变化 B．若对野生型柳穿鱼花施加甲基化抑制剂，其花型可能变为辐射对称 C．变异型自交后代也偶尔出现两侧对称花，说明基因的甲基化可能会在某些情况下被解除 D．表观遗传现象普遍存在，为生物表型的多样性提供了新的途径 二、解答题 12．表观遗传通过调控基因表达进而影响性状。多种类型的肿瘤研究中发现表观遗传调控异常可导致肿瘤发生, 如DNA甲基化异常、组蛋白修饰异常和非编码RNA（如miRNA）调控异常等因素。据图分析回答下列问题： (1)组蛋白修饰乙酰化和去乙酰化是染色体结构调节的重要机制之一。组蛋白乙酰化通常使染色体结构松弛，有利于 识别并结合在启动子部位，进行转录；而当 的活性过高时，染色质处于紧密状态，从而 相关基因的表达。 (2)miRNA通过 方式与靶向mRNA的序列结合，在 （选填“转录前”“转录后”“翻译后”）抑制基因的表达，减少蛋白质的合成。 (3)在研究肿瘤发生机制时发现,基因的 区域高甲基化则可能导致 的表达被抑制，或原癌基因和抑癌基因中发生多次 ，都可引起肿瘤的发生。 (4)DNA甲基化通常发生胞嘧啶的碳原子上，该过程 （选填“是”“否”）改变生物体的遗传信息。研究DNA甲基化转移酶抑制剂，促进有关基因的表达，是癌症治疗药物开发的主要思路，生物药阿扎胞苷属于胞嘧啶类似物，可替代DNA复制过程中的胞嘧啶脱氧核苷酸，推测可以治疗肿瘤的原因： 。 13．已知小鼠体毛的灰色（A）与褐色（a）是一对相对性状。A基因的表达受P序列的调控，如图所示：P序列在形成精子时会去甲基化，传给子代能正常表达；在形成卵细胞时会甲基化，传给子代不能表达。请回答下列问题： (1)小鼠体毛的灰色（A）与褐色（a）的本质区别是 。基因型为Aa的雄鼠，其表型可能是 ，经减数分裂可以产生A：a= 两种基因型的精子，该雄鼠与未知表型的雌鼠杂交，子代出现褐色鼠的概率为 ，子代褐色鼠的基因型可能是 。 (2)某同学对该小鼠的减数分裂过程进行了研究，并绘制了如下示意图（只标出了部分染色体及染色体上的部分基因），①~⑥表示细胞，不考虑基因突变与交叉互换，根据图示分析，①→②、③过程表示 ，该过程中会发生A与a、B与b的分离，但不会发生A/a与B/b的自由组合，原因是 ；图中卵细胞的基因型是ABXdXd，若相关染色体变异只发生一次，则⑥可能的基因型为 。    1、 单选题 1．下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是（    ） A．“牝鸡司晨”现象表明性别受遗传物质和环境因素共同影响 B．患红绿色盲夫妇生的孩子均为色盲，说明该性状是由遗传因素决定的 C．长翅果蝇的幼虫在35℃下培养都是残翅，可能与温度影响酶活性有关 D．基因型相同的个体表现型都相同，表现型相同的个体基因型可能不同 2．细胞通过精准的调控，实现了基因对性状的控制。请据图分析，下列有关叙述正确的是（　　） A．过程①和过程②均需要模板、酶、原料、能量等条件 B．人的白化症状和囊性纤维化症都是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物的性状的 C．大肠杆菌、T2噬菌体和HIV都可以在人体细胞内进行①②这两个基本过程 D．DNA的甲基化修饰引起的表观遗传改变了遗传物质，从而使生物的性状发生改变 3．小鼠Avy基因控制黄色体毛，该基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，使小鼠毛色发生可遗传的改变。有关叙述正确的是（    ） A．Avy基因的碱基序列保持不变 B．甲基化促进Avy基因的转录 C．甲基化导致Avy基因编码的蛋白质结构改变 D．甲基化修饰不可遗传 4．真核细胞内某基因的表达过程如图所示，数字表示相应生理过程。下列叙述错误的是（　　） A．过程①与过程②的碱基互补配对方式不完全相同 B．图示过程可体现一个基因可同时控制不同的性状 C．以前体mRNA、成熟mRNA1为模板逆转录所得DNA不同 D．多肽链1与多肽链2空间结构的不同与基因选择性表达有关 5．下列关于基因表达调控的相关叙述正确的是（    ） A．DNA甲基化通过改变互补碱基之间的氢键数目和配对方式影响基因转录 B．构成染色体的组蛋白若发生乙酰化或甲基化修饰都能激活相应基因表达 C．一些非编码微RNA具有组织特异性和时序性，只在特定的组织或发育阶段调控基因表达 D．同卵双胞胎表型差异与蜂王和雄蜂表型差异均属于表观遗传现象 6．在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团(如下图所示)。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。下列有关叙述错误的是（　　） A．胞嘧啶和5′­甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对 B．蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内重要基因是否甲基化有关 C．被甲基化的DNA片段中遗传信息发生改变，从而使生物的性状发生改变 D．DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合 7．下列关于遗传学基本概念的叙述中，错误的是（　　） A．不同环境下，基因型相同，表现型不一定相同 B．A和A、b和b不属于等位基因，C和c属于等位基因 C．后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫作性状分离，两个双眼皮的夫妇生了一个单眼皮的孩子属于性状分离 D．绵羊的长毛与短毛，豌豆的高茎和矮茎都属于相对性状 8．图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述不正确的是（    ） A．图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体 B．镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因突变 C．白化病患者由于基因不正常，酪氨酸酶活性降低，而表现出白化症状 D．囊性纤维病和镰刀型细胞贫血症都可以体现基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 9．下列关于遗传学的基本概念的叙述，正确的是（    ） A．基因都是有遗传效应的DNA片段 B．性染色体上基因控制的性状，在遗传时总是和性别相关联 C．相同环境下，表现型相同，基因型一定相同 D．受精时，雌雄配子之间的随机结合体现了自由组合定律的实质 10．新型冠状病毒是+RNA病毒。下图为新型冠状病毒侵入宿主细胞后增殖过程的示意图。有关叙述正确的是（    ） A．+RNA和-RNA携带的遗传信息相同 B．-RNA能与核糖体结合完成翻译过程 C．酶1、酶2和酶3都属于RNA聚合酶 D．该病毒在细胞外可以完成RNA的复制 二、解答题 11．下图表示某DNA片段的遗传信息的传递过程，①～⑦表示物质或结构，a、b、c表示生理过程，据图回答下列问题： (1)图中表示基因表达的过程是 （填字母）。 (2)a过程需要的酶是 。a、b过程在人体细胞中既可以发生在细胞核，也可以发生在 （填细胞结构）中。c过程的产物除了④，还有 ；c过程中结构③的移动方向为 （用箭头表示）。 (3)为研究a过程的物质合成情况，常使用3H-TdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷）这一化合物，原因是 。 (4)科学家通过 技术和 技术进行实验，得出DNA的复制方式为 。 (5)油菜的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）运输到种子后有两条转变途径，如图2所示。科研人员根据这一机制培育出的高油油菜，产油率由原来的35%提高到了58%。分析图可知，油菜含油量提高的原因是 的形成抑制了酶b合成过程中 的阶段。 12．茄子是自花传粉植物，其果皮颜色由两对独立遗传的等位基因（相关基因用A/a、B/b表示）控制，研究人员用纯种紫皮茄子与白皮茄子进行正反交，F1均为紫皮，F1自交，F2中紫皮：绿皮：白皮=12：3：1。据此回答问题。 (1)根据正反交的结果判断，控制茄子果皮颜色的基因位于 。 (2)基于实验结果，有同学们提出果皮色形成的两种模式，如图1所示。 ①能合理解释F2结果的是 （填“模式一”或“模式二”），F2中紫皮个体的基因型应有 种。 ②为验证该模式，若将F1与F2中白色个体杂交，子代的表现型及比例为 。 (3)进一步研究发现，光信号诱导花青素形成的信号通路如图2所示。据图可知，基因可通过 进而控制性状。当光照显著增强时，花青素含量却不会升得过高，请在图中虚线框内绘图说明其调节机制及对光照增强变化的响应 。（说明：增强用“+”表示，减弱用“-”表示）。 (4)综合上述研究可知茄子果皮颜色这一性状是 共同作用的结果。 13．染色质由DNA、组蛋白等组成。组蛋白乙酰化引起有关染色质结构松散，可促使某些基因的表达；而组蛋白去乙酰化酶的过量合成，导致组蛋白去乙酰化作用增强，从而使DNA与组蛋白紧密结合，可抑制某些基因的表达。回答下列问题： (1)组蛋白乙酰化引起有关染色质结构松散，促使X酶与DNA结合，使DNA双链打开，X酶是 。 (2)图中c过程发生的场所是 。若这是造血干细胞中发生的过程，该细胞中遗传信息的传递过程是 。 (3)组蛋白乙酰化属于表观遗传，但基因突变不属于表观遗传，其原因是基因突变使 发生了改变。 (4)已知X射线可破坏DNA结构从而可用于癌症治疗，丁酸钠是一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂，若利用X射线照射治疗癌症时使用丁酸钠，则治疗效果会 （填“增强”或“减弱”）。 1、 单选题 1．（2022·天津·高考真题）染色体架起了基因和性状之间的桥梁。有关叙述正确的是（    ） A．性状都是由染色体上的基因控制的 B．相对性状分离是由同源染色体上的等位基因分离导致的 C．不同性状自由组合是由同源染色体上的非等位基因自由组合导致的 D．可遗传的性状改变都是由染色体上的基因突变导致的 2．（2024·吉林·高考真题）下图表示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 3．（2024·海南·高考真题）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 4．（2024·浙江·高考真题）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．蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂 C．蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度 D．DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件 5．（2024·广西·高考真题）科学家通过小鼠低蛋白饮食与正常饮食的对比实验，发现亲代的低蛋白饮食可影响自身基因表达（其机理如图），且这种影响可遗传给子代。据图分析，下列说法正确的是（　　） A．自身基因表达和表型发生变化的现象，称为表观遗传 B．组蛋白甲基化水平增加，将导致相关基因表达水平降低 C．ATF7的磷酸化，将导致组蛋白表观遗传修饰水平提高 D．亲代的低蛋白饮食，会改变子代小鼠的DNA碱基序列 6．（2023·海南·高考真题）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 二、解答题 7．（2022·全国乙卷·高考真题）某种植物的花色有白、红和紫三种，花的颜色由花瓣中色素决定，色素的合成途径是：白色红色紫色。其中酶1的合成由基因A控制，酶2的合成由基因B控制，基因A和基因B位于非同源染色体上、回答下列问题。 (1)现有紫花植株（基因型为AaBb）与红花杂合体植株杂交，子代植株表现型及其比例为 ；子代中红花植株的基因型是 ；子代白花植株中纯合体占的比例为 。 (2)已知白花纯合体的基因型有2种。现有1株白花纯合体植株甲，若要通过杂交实验（要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交）来确定其基因型，请写出选用的亲本基因型、预期实验结果和结论。 8．（2022·北京·高考真题）番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程，导致果实颜色及硬度等发生变化。果实颜色由果皮和果肉颜色决定。为探究番茄果实成熟的机制，科学家进行了相关研究。 (1)果皮颜色由一对等位基因控制。果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色，F1自交所得F2果皮颜色及比例为 。 (2)野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体，甲（基因A突变为a）果肉黄色，乙（基因B突变为b）果肉橙色。用甲、乙进行杂交实验，结果如下图1。据此，写出F2中黄色的基因型： 。 (3)深入研究发现，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，如下图2。上述基因A、B以及另一基因H均编码与果肉颜色相关的酶，但H在果实中的表达量低。根据上述代谢途径，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是 。 (4)有一果实不能成熟的变异株M，果肉颜色与甲相同，但A并未突变，而调控A表达的C基因转录水平极低。C基因在果实中特异性表达，敲除野生型中的C基因，其表型与M相同。进一步研究发现M中C基因的序列未发生改变，但其甲基化程度一直很高。推测果实成熟与C基因甲基化水平改变有关。欲为此推测提供证据，合理的方案包括 ，并检测C的甲基化水平及表型。 ①将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M ②敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因 ③将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M ④将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型 2 / 12 1 / 12 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C、由图可知，光照会促进HY5蛋白与G序列结合，激活Ruby基因，促进合成关键酶，使花色苷前体转为花色苷，增加“血量”，所以同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关，C正确； D、由图可知，低温引起T序列去甲基化激活Ruby基因，所以若提前采摘，可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达，D正确。 故选B。 3．关于基因表达与性状的关系，下列叙述正确的是（    ） A．某人的红细胞与神经元形态、结构和功能的差异是遗传物质改变的结果 B．同卵双胞胎具有的微小差异是由于配子的多样性造成的 C．人的身高由单个基因决定，也与后天的营养和体育锻炼有关 D．人的白化症状是由于编码酪氨酸酶的基因异常而使机体缺少酪氨酸酶导致的 【答案】D 【分析】基因对性状的控制有两种类型：①基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物的性状，如白化病、苯丙酮尿症、豌豆粒型等；②基因通过控制蛋白质结构，直接控制生物的性状，如镰刀形细胞贫血症、囊性纤维病等。 【详解】A、某人的红细胞与神经元形态、结构和功能的差异是基因选择性表达的结构，两种细胞中遗传物质相同，mRNA不完全相同，A错误； B、同卵双胞胎是由同一个受精卵分裂形成的，遗传物质完全相同，其微小差异可能是由于环境因素或表观遗传修饰所导致，B错误； C、表现型是基因与环境因素共同作用的结果，人的身高由多个基因决定，后天的营养和锻炼也很重要，C错误； D、白化病的病因是由于酪氨酸酶基因突变导致酪氨酸酶缺乏，无法正常合成黑色素所导致，D正确。 故选D。 4．下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是 A．两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同 B．某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的 C．O型血夫妇的子代都是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决定的 【答案】D 【详解】基因型完全相同的两个人，可能会由于营养等环境因素的差异导致身高不同，反之，基因型不同的两个人，也可能因为环境因素导致身高相同，A正确； 在缺光的环境中，绿色幼苗由于叶绿素合成受影响而变黄，B正确； O型血夫妇的基因型均为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，是由于亲代是杂合子，子代出现了性状分离，是由遗传因素决定的，D错误。 【点睛】结合“基因型+环境=性状”对各个选项进行分析时，注意各项描述个体间的异同是基因型决定的，还是环境变化引起的。 5．两种柳穿鱼植株杂交，F1均开两侧对称花，F1自交产生的F2中开两侧对称花34株，开辐射对称花的5株。进一步研究发现，两种柳穿鱼植株的Leyc基因碱基序列相同，只是在开两侧对称花植株中表达，在开辐射对称花植株中不表达，二者Lcyc基因的甲基化情况如下图所示。下列叙述正确的是（　　） A．控制两侧对称和辐射对称花的基因所含遗传信息不同 B．F2表型比说明柳穿鱼花型的遗传遵循基因的分离定律 C．控制辐射对称花的Lcyc基因的甲基化程度相对较高 D．推测甲基化的程度与Lcyc基因的表达程度成正相关 【答案】C 【分析】表观遗传：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。 【详解】A、根据题干信息：进一步研究发现，两种柳穿鱼的Lcyc基因序列相同，但表达情况不同，控制两侧对称与辐射对称的基因所含遗传信息相同，A错误； B、所得F2植株数较少，且性状比不是1：3，所以F2性状分离比不能说明花型遗传遵循基因的分离定律，B错误； C、根据图可知，控制辐射对称的Lcyc基因的甲基化程度相对较高，C正确； D、控制辐射对称的Lcyc基因的甲基化程度相对较高，两侧对称花植株Lcyc基因表达而辐射对称花植株不表达推测甲基化程度与Lcyc基因的表达程度成负相关，D错误。 故选C。 6．部分碱基发生甲基化修饰会抑制基因的表达。研究发现，大豆体内的 GmMYC2 基因表达会抑制脯氨酸的合成，使大豆的耐盐能力下降。下列说法错误的是（    ） A．可通过检测DNA的碱基序列确定该DNA是否发生甲基化 B．基因发生甲基化的过程中不涉及磷酸二酯键的生成与断裂 C．若GmMYC2 基因发生甲基化，则可能会提高大豆的耐盐能力 D．脯氨酸的合成可能增大了大豆根部细胞细胞液的渗透压 【答案】A 【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 【详解】A、甲基化不会改变DNA的碱基序列，因此无法通过检测 DNA 的碱基序列确定该DNA 是否发生甲基化，A错误； B、甲基化不涉及核苷酸数目的改变，所以无磷酸二酯键的断裂与生成，B正确； C、若GmMYC2 基因发生甲基化，从而影响该基因的表达，GmMYC2 基因表达会抑制脯氨酸的合成，现在基因不表达，故脯氨酸合成增加，大豆耐盐性增加，C正确； D、脯氨酸的合成是大豆耐盐性增加，脯氨酸含量增加可增大根部细胞渗透压，如果外部环境含盐量一定程度的增加，可能增大了大豆根部细胞细胞液的渗透压，D正确。 故选A。 7．miRNA是一段单链小RNA，可以和mRNA结合并将其彻底降解。其作用原理如图，①②③④代表生理过程。下列有关叙述正确的是（    ） A．图中需要RNA聚合酶参与的过程有①②③ B．②过程核糖体从右往左同时移动合成多条肽链 C．miRNA与mRNA结合抑制相关基因的表达 D．miRNA干扰基因转录的现象属于表观遗传 【答案】C 【分析】基因的表达：①转录：以DNA为模板，通过碱基互补配对原则，在RNA聚合酶的作用下合成mRNA；②翻译：以mRNA为模板，在核糖体的参与和酶的催化作用下，合成多肽链。 【详解】A、①是转录过程，转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，需要RNA聚合酶的参与。 ③是另一个基因转录形成miRNA的过程，同样需要RNA聚合酶参与。但②是翻译过程，翻译不需要RNA聚合酶参与，A错误； B、②过程是翻译，根据图中多肽链的长短，长的多肽链先合成，短的后合成，所以核糖体是从左往右移动合成多条肽链，而不是从右往左，B错误； C、miRNA可以和mRNA结合并将其彻底降解，mRNA是翻译的模板，miRNA与mRNA结合后使其降解，就无法进行翻译，从而抑制了相关基因的表达，C正确； D、表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达和表型发生可遗传变化的现象。miRNA干扰基因的翻译过程，而不是转录过程，且这种干扰不属于表观遗传现象，D错误。 故选C。 8．下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是 A．原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物 B．真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成 C．肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质 D．原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与 【答案】D 【详解】【分析】细胞中的核酸包括DNA和RNA，其中DNA是遗传物质；细胞中的RNA包括有mRNA、tRNA和rRNA三种，它们均在蛋白质合成过程中其重要的作用。 【详解】原核细胞内DNA的合成需要RNA为引物，A错误；真核细胞中的DNA和RNA的合成主要发生在细胞核中，此外线粒体和叶绿体中也能合成DNA和RNA，B错误；肺炎双球菌的体内转化实验说明了转化因子的存在，体外转化试验证明了其遗传物质是DNA，C错误；真核细胞和原核细胞中基因的表达过程都包括转录和翻译两个过程，都需要DNA和RNA的参与，D正确。 【点睛】解答本题的关键是了解细胞中的核酸的种类，明确所有细胞的遗传物质都是DNA，凡是有DNA的场所都可以发生转录和翻译过程。 9．研究发现，给线虫喂食某种细菌，它们的体型变得又小又圆，测序后发现其遗传物质碱基序列不变。这些线虫的后代即使从未接触该种细菌，这种体型上的变化仍可以持续多代。线虫体型变化的遗传现象属于（    ） A．表观遗传 B．显性遗传 C．染色体畸变 D．基因突变 【答案】A 【分析】表观遗传学是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的变化，并最终导致了表型的变化。 【详解】表观遗传学是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的变化，并最终导致了表型的变化，给线虫喂食某种细菌，它们的体型变得又小又圆，测序后发现其遗传物质碱基序列不变，他们的后代即使从不接触该种细菌，又小又圆的体型仍然可以维持多代，这是一种表观遗传现象，表观遗传可以在亲子代间遗传，A正确。 故选A。 10．如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，尿黑酸在人体内积累会使人的尿液中含有尿黑酸，这种尿液暴露于氧气中会变成黑色，这种症状称为尿黑酸症。下列说法错误的是（    ） A．酶⑤的缺乏会导致患白化病，酶③的缺乏会导致患尿黑酸症 B．由图可推知同种底物经不同种酶的催化得到的产物不同 C．若图中的酶均由不同的基因表达产生，则可推知基因和性状之间并不都是简单的一一对应关系 D．若图中的酶均由不同的基因表达产生，则说明基因可通过控制酶的合成直接控制生物体的性状 【答案】D 【分析】由图可知，基因可以通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物体的性状。 【详解】A、由题图可知，若酶⑤缺乏，不能合成黑色素，表现出白化症状，若酶③缺乏，尿黑酸不能转化成乙酰乙酸，会患尿黑酸症，A正确； B、由题图可知，苯丙氨酸、酪氨酸在不同酶的催化下，形成的产物不同，B正确； C、如果图中的酶均由不同的基因表达产生，则说明基因与性状不是简单的一一对应关系，C正确； D、该图体现了基因可通过控制酶的合成控制细胞代谢，进而间接控制生物体的性状，D错误。 故选D。 11．柳穿鱼花形态受Lcyc基因调控。野生型花两侧对称，Lcyc基因正常表达；变异型花辐射对称，Lcyc基因高度甲基化导致表达被抑制。野生型与变异型杂交，F1花均两侧对称，F1自交，F2多数花两侧对称，少数辐射对称。变异型自交后代也偶现两侧对称花。下列相关叙述错误的是（    ） A．Lcyc基因甲基化后碱基序列不变，但基因表达和表型发生了可遗传的变化 B．若对野生型柳穿鱼花施加甲基化抑制剂，其花型可能变为辐射对称 C．变异型自交后代也偶尔出现两侧对称花，说明基因的甲基化可能会在某些情况下被解除 D．表观遗传现象普遍存在，为生物表型的多样性提供了新的途径 【答案】B 【分析】表观遗传：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的甲基化：生物基因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，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。 【详解】A、变异型柳穿鱼的Lcyc基因高度甲基化，这属于表观遗传现象。在表观遗传中基因的碱基序列确实不会改变，但基因表达受到抑制，花由两侧对称变为辐射对称，且这种变化能遗传给后代，A正确； B、野生型柳穿鱼花Lcyc基因正常表达时，花两侧对称，施加甲基化抑制剂不会促进甲基化，Lcyc基因能正常表达，仍然是花两侧对称，不会使花型变为辐射对称，B错误； C、变异型柳穿鱼连续多代自交，在环境稳定的情况下，后代偶尔出现花为两侧对称的植株，说明原本高度甲基化的Lcyc基因在某些情况下甲基化修饰被解除，基因又能正常表达，使得花恢复为两侧对称，C正确； D、从柳穿鱼花形态受表观遗传影响的实例可以看出，表观遗传现象在生物中普遍存在。在不改变基因序列的基础上，通过基因的甲基化等修饰改变基因表达，进而改变生物表型，为生物表型的多样性提供了新的途径，D正确。 故选B。 二、解答题 12．表观遗传通过调控基因表达进而影响性状。多种类型的肿瘤研究中发现表观遗传调控异常可导致肿瘤发生, 如DNA甲基化异常、组蛋白修饰异常和非编码RNA（如miRNA）调控异常等因素。据图分析回答下列问题： (1)组蛋白修饰乙酰化和去乙酰化是染色体结构调节的重要机制之一。组蛋白乙酰化通常使染色体结构松弛，有利于 识别并结合在启动子部位，进行转录；而当 的活性过高时，染色质处于紧密状态，从而 相关基因的表达。 (2)miRNA通过 方式与靶向mRNA的序列结合，在 （选填“转录前”“转录后”“翻译后”）抑制基因的表达，减少蛋白质的合成。 (3)在研究肿瘤发生机制时发现,基因的 区域高甲基化则可能导致 的表达被抑制，或原癌基因和抑癌基因中发生多次 ，都可引起肿瘤的发生。 (4)DNA甲基化通常发生胞嘧啶的碳原子上，该过程 （选填“是”“否”）改变生物体的遗传信息。研究DNA甲基化转移酶抑制剂，促进有关基因的表达，是癌症治疗药物开发的主要思路，生物药阿扎胞苷属于胞嘧啶类似物，可替代DNA复制过程中的胞嘧啶脱氧核苷酸，推测可以治疗肿瘤的原因： 。 【答案】(1) RNA聚合酶 组蛋白去乙酰化酶 抑制 (2) 碱基互补配对 转录后 (3) 启动子 抑癌基因 基因突变/碱基对替换、增添或缺失 (4) 否 降低DNA接受甲基的能力，又抑制DNA甲基化转移酶活性 【分析】启动子是位于基因上游的DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动转录。 【详解】（1）组蛋白乙酰化通常使染色体结构松弛，有利于DNA与蛋白质分离，有利于RNA聚合酶与基因的启动部位结合，启动转录；组蛋白去乙酰化酶活性过高时，DNA与蛋白质结合，染色质处于紧密状态，抑制基因的表达。 （2）miRNA与靶向mRNA之间能进行碱基互补配对；mRNA是转录后的产物，转录的产物与miRNA结合，抑制翻译过程。 （3）启动子与RNA聚合酶结合启动转录，若基因的启动子区域高度甲基化，会导致抑癌基因转录受抑制，从而抑制抑癌基因的表达；原癌基因与抑癌基因均与癌症相关，而癌变是多个突变基因的累积，因此原癌基因和抑癌基因中发生多次 基因突变（基因中碱基对替换、增添或缺失引起基因结构的改变），都可引起肿瘤的发生。 （4）DNA甲基化通常发生胞嘧啶的碳原子上，未改变基因的序列，因此未改变生物体的遗传信息；生物药阿扎胞苷属于胞嘧啶类似物，可替代DNA复制过程中的胞嘧啶脱氧核苷酸，阿扎胞苷可能降低DNA接受甲基的能力，又抑制DNA甲基化转移酶活性，从而可以治疗肿瘤。 13．已知小鼠体毛的灰色（A）与褐色（a）是一对相对性状。A基因的表达受P序列的调控，如图所示：P序列在形成精子时会去甲基化，传给子代能正常表达；在形成卵细胞时会甲基化，传给子代不能表达。请回答下列问题： (1)小鼠体毛的灰色（A）与褐色（a）的本质区别是 。基因型为Aa的雄鼠，其表型可能是 ，经减数分裂可以产生A：a= 两种基因型的精子，该雄鼠与未知表型的雌鼠杂交，子代出现褐色鼠的概率为 ，子代褐色鼠的基因型可能是 。 (2)某同学对该小鼠的减数分裂过程进行了研究，并绘制了如下示意图（只标出了部分染色体及染色体上的部分基因），①~⑥表示细胞，不考虑基因突变与交叉互换，根据图示分析，①→②、③过程表示 ，该过程中会发生A与a、B与b的分离，但不会发生A/a与B/b的自由组合，原因是 ；图中卵细胞的基因型是ABXdXd，若相关染色体变异只发生一次，则⑥可能的基因型为 。    【答案】(1) 碱基（核苷酸）的排列顺序的不同 灰色或褐色 1:1 1/2 aa或Aa (2) 减数第一次分裂 基因A、a和B、b位于同一对同源染色体上 AB 【分析】表观遗传是指基因序列不发生改变，而基因的表达和表型发生可遗传变化的现象，其中DNA的甲基化是常见的表观遗传。由图可知基因A上游的P序列没有甲基化，则其可正常表达，一般P序列被甲基化则其无法表达。 【详解】（1）小鼠体毛的灰色（A）与褐色（a）的本质区别是碱基（核苷酸）的排列顺序的不同。基因型为Aa的雄鼠，其A基因若来自精子，则A基因正常表达，表型是灰色，若A基因来自卵细胞，则A基因不表达，表型为褐色。基因型为Aa的雄鼠减数分裂形成配子时A和a分离，分别进入不同的配子中，产生A：a=1:1两种基因型的精子。未知表型的雌鼠基因型可能为AA、Aa和aa，由于形成卵细胞时会甲基化，传给子代的A基因不能表达，子代的体毛颜色完全取决于雄鼠提供的精子类型，因此子代出现褐色鼠的概率为1/2，子代褐色鼠的基因型可能为aa或Aa。 （2）该卵原细胞经过染色体复制后形成①初级卵母细胞，初级卵母细胞减数第一次不均等分裂形成次级卵母细胞和第一极体，因此①→②、③过程表示减数第一次分裂，该过程中会发生A与a、B与b的分离，但不会发生A/a与B/b的自由组合，原因是基因A和B连锁在一条染色体上，基因a和b连锁在另一条染色体上即基因A、a和B、b位于同一对同源染色体上。图中卵细胞的基因型是ABXdXd，若相关染色体变异只发生一次，则减数第一次分裂产生的次级卵母细胞的基因型为AABBXdXd，由于形成的两条含d的X染色体移向同一极，因此⑥可能的基因型为AB。 1、 单选题 1．下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是（    ） A．“牝鸡司晨”现象表明性别受遗传物质和环境因素共同影响 B．患红绿色盲夫妇生的孩子均为色盲，说明该性状是由遗传因素决定的 C．长翅果蝇的幼虫在35℃下培养都是残翅，可能与温度影响酶活性有关 D．基因型相同的个体表现型都相同，表现型相同的个体基因型可能不同 【答案】D 【分析】1、“牝鸡司晨”是指原来下过蛋的母鸡，以后却变成公鸡，长出公鸡的羽毛，发出公鸡样的啼声，这种现象称为性反转。 2、表现型与基因型 ①表现型：指生物个体实际表现出来的性状。 如豌豆的高茎和矮茎。 ②基因型：与表现型有关的基因组成。 如高茎豌豆的基因型是DD或Dd，矮茎豌豆的基因型是dd。 【详解】A、性反转现象表明性别受遗传物质和环境因素共同影响，A正确； B、患红绿色盲夫妇生的孩子均为色盲，是由于父母将色盲基因传递给孩子，说明该性状是由遗传因素决定的，B正确； C、长翅果蝇的幼虫在35℃下培养都是残翅，可能与温度影响酶活性有关，C正确； D、表现型是基因型和环境条件共同作用的结果，因此基因型相同的个体表现型不一定相同，表现型相同的个体基因型可能不同，如AA和Aa均表现为显性，D错误。 故选D。 2．细胞通过精准的调控，实现了基因对性状的控制。请据图分析，下列有关叙述正确的是（　　） A．过程①和过程②均需要模板、酶、原料、能量等条件 B．人的白化症状和囊性纤维化症都是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物的性状的 C．大肠杆菌、T2噬菌体和HIV都可以在人体细胞内进行①②这两个基本过程 D．DNA的甲基化修饰引起的表观遗传改变了遗传物质，从而使生物的性状发生改变 【答案】A 【分析】根据题意和图示分析可知：①表示转录，②表示转运RNA，③表示翻译。基因对性状的控制：（1）通过控制酶的合成来控制代谢这程，从而控制生物的性状。（2）通过控制蛋白质的结构来直接控制性状。 【详解】A、过程①是转录，是以DNA的一条链为模板，在RNA聚合酶的催化下，利用四种核糖核苷酸为原料合成mRNA的过程，该过程需要能量； 过程②是翻译，是以mRNA为模板，在多种酶的催化下，利用氨基酸为原料合成蛋白质的过程，该过程也需要能量。 因此，过程①和过程②均需要模板、酶、原料、能量等条件，A正确； B、人的白化症状是由于控制酪氨酸酶的基因异常，导致不能合成酪氨酸酶，进而不能将酪氨酸转变为黑色素，体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物体的性状。 囊性纤维化症是由于编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白结构异常，使CFTR转运氯离子的功能异常，这体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，B错误； C、大肠杆菌是具有细胞结构的生物，T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它们都可以在人体细胞外的相应宿主细胞内进行①转录和②翻译这两个基本过程。 HIV是逆转录病毒，只能寄生在人体的T淋巴细胞等特定细胞内，且其在宿主细胞内进行的是逆转录（以RNA为模板合成DNA）、转录和翻译等过程，而不是只进行①转录和②翻译这两个基本过程，C错误； D、DNA的甲基化修饰引起的表观遗传没有改变DNA的碱基序列，即没有改变遗传物质，但会使生物的性状发生改变，D错误。 故选A。 3．小鼠Avy基因控制黄色体毛，该基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，使小鼠毛色发生可遗传的改变。有关叙述正确的是（    ） A．Avy基因的碱基序列保持不变 B．甲基化促进Avy基因的转录 C．甲基化导致Avy基因编码的蛋白质结构改变 D．甲基化修饰不可遗传 【答案】A 【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，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。 【详解】A、据题意可知，Avy基因上游不同程度的甲基化修饰，但它的碱基序列保持不变，A正确； B、Avy基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，基因表达包括转录和翻译，据此推测，应该是甲基化抑制Avy基因的转录，B错误； C、甲基化导致Avy基因不能完成转录，对已表达的蛋白质的结构没有影响，C错误； D、据题意可知，甲基化修饰使小鼠毛色发生可遗传的改变，即可以遗传，D错误。 故选A。 4．真核细胞内某基因的表达过程如图所示，数字表示相应生理过程。下列叙述错误的是（　　） A．过程①与过程②的碱基互补配对方式不完全相同 B．图示过程可体现一个基因可同时控制不同的性状 C．以前体mRNA、成熟mRNA1为模板逆转录所得DNA不同 D．多肽链1与多肽链2空间结构的不同与基因选择性表达有关 【答案】D 【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程主要在细胞核中进行，需要解旋酶和RNA聚合酶参与；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和tRNA等。 【详解】A、过程①表示转录，过程②表示翻译，二者的碱基配对方式不完全相同，A正确； B、从图中可以看出，一个基因通过不同的mRNA和翻译后的多肽链，可以产生不同的蛋白质，这些蛋白质可能控制着不同的性状，B正确； C、逆转录是将RNA转化为DNA的过程，由于前体mRNA和成熟mRNA在序列上有所不同，它们作为模板逆转录所得到的DNA也会不同，C正确； D、基因的选择性表达是指在不同细胞类型或不同发育阶段，特定基因被激活或抑制，从而产生不同的蛋白质，多肽链1与多肽链2空间结构的不同可能是由于同一基因转录后经过不同的剪切方式产生的，不属于基因的选择性表达，D错误。 故选D。 5．下列关于基因表达调控的相关叙述正确的是（    ） A．DNA甲基化通过改变互补碱基之间的氢键数目和配对方式影响基因转录 B．构成染色体的组蛋白若发生乙酰化或甲基化修饰都能激活相应基因表达 C．一些非编码微RNA具有组织特异性和时序性，只在特定的组织或发育阶段调控基因表达 D．同卵双胞胎表型差异与蜂王和雄蜂表型差异均属于表观遗传现象 【答案】C 【分析】1、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; 2、非编码微RNA广泛存在于多种真核生物中，其生物学特征主要表现为： ①高度保守性：非编码微RNA保守性具有重要的生物学意义，提示在不同生物发育过程中，非编码微RNA具有相同的调控机制;②时序表达特异性：在不同组织、不同发育阶段，非编码微RNA的表达水平有显著差异，非编码微RNA表达是动态调控的;③组织表达特异性：一些非编码微RNA表达具有细胞和组织特异性。 【详解】A、DNA甲基化过程基因的碱基序列未发生变化，A错误; B、基因表达包括转录和翻译，基因甲基化修饰，能抑制基因的表达，可能通过抑制转录过程来抑制基因表达，B错误； C、一些非编码微RNA表达具有细胞和组织特异性，在不同组织、不同发育阶段，非编码微RNA的表达水平有显著差异，只在特定的组织或发育阶段调控基因表达，C正确; D、同卵双胞胎原则上基因完全相同，表型上具有的微小差异可能与表观遗传有关;同一蜂群中的蜂王由受精卵发育而来，而雄蜂是由卵细胞发育而来，它们在形态结构、生理和行为等方面的不同与它们的遗传物质不同有关，与表观遗传无关，D错误。 故选C。 6．在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团(如下图所示)。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。下列有关叙述错误的是（　　） A．胞嘧啶和5′­甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对 B．蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内重要基因是否甲基化有关 C．被甲基化的DNA片段中遗传信息发生改变，从而使生物的性状发生改变 D．DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合 【答案】C 【分析】少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。这说明蜂王和工蜂的差别并不是由遗传物质不同造成的，而是由食物的差异造成的，是环境对表型的影响。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。说明这个基因的表达产物与环境因素类似，也能改变蜜蜂的表型。对于这些不是由遗传物质改变引起的生物表型的改变的研究，称为表观遗传学。 【详解】A、从图中可知，胞嘧啶和5′­甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对，A正确； B、DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这说明蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内重要基因是否甲基化有关，B正确； C、从图中可知，被甲基化的DNA片段中并没有改变DNA内部的碱基排列顺序，遗传信息未发生改变，C错误； D、DNA甲基化后能使DNA某些区域添加甲基基团，可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合，D正确。 故选C。 7．下列关于遗传学基本概念的叙述中，错误的是（　　） A．不同环境下，基因型相同，表现型不一定相同 B．A和A、b和b不属于等位基因，C和c属于等位基因 C．后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫作性状分离，两个双眼皮的夫妇生了一个单眼皮的孩子属于性状分离 D．绵羊的长毛与短毛，豌豆的高茎和矮茎都属于相对性状 【答案】C 【分析】相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现类型。指控制相对性状的基因，叫作等位基因，如C和c。人们将杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象，叫作性状分离。 【详解】A、表现型是基因型与环境共同作用的结果，不同环境下，基因型相同，表现型不一定相同，A正确； B、等位基因是指控制相对性状的基因，A和A、b和b不属于等位基因，C和c属于等位基因，B正确； C、杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象，叫作性状分离，两个双眼皮的夫妇生了一个单眼皮的孩子属于性状分离，C错误； D、绵羊的长毛与短毛、豌豆的高茎和矮茎都是一种生物的同一种性状的不同表现类型，都属于相对性状，D正确。故选C。 8．图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述不正确的是（    ） A．图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体 B．镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因突变 C．白化病患者由于基因不正常，酪氨酸酶活性降低，而表现出白化症状 D．囊性纤维病和镰刀型细胞贫血症都可以体现基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 【答案】C 【分析】1、阅读题干可知，该题的知识点是基因突变对生物性状的影响，基因的转录和翻译过程，基因对生物性状的控制途径，细胞分化的实质，先回忆相关知识点，然后结合题图信息进行解答。 2、图中①是转录过程，②是翻译过程，①②③④表示基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，①②⑤过程是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、图中①②过程分别是转录和翻译，发生的场所分别是细胞核和核糖体，A正确； B、镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因突变，是基因中的碱基对发生了替换，B正确； C、人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降，导致黑色素的合成受阻，C错误； D、囊性纤维病和镰刀型细胞贫血症都是相应结构蛋白改变导致的，体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，D正确。 故选C。 9．下列关于遗传学的基本概念的叙述，正确的是（    ） A．基因都是有遗传效应的DNA片段 B．性染色体上基因控制的性状，在遗传时总是和性别相关联 C．相同环境下，表现型相同，基因型一定相同 D．受精时，雌雄配子之间的随机结合体现了自由组合定律的实质 【答案】B 【分析】1、同源染色体的相同位置上，控制着相对性状的基因，叫等位基因。 2、杂合子自交，F1代显现出的性状叫做显性性状，F1代未显现出的性状叫做隐性性状。 【详解】A、对于细胞生物和DNA病毒的遗传物质都是DNA，则基因是有遗传效应的DNA片段。 然而，对于RNA病毒，其遗传物质是RNA，基因则是有遗传效应的RNA片段，并非都是DNA片段，A错误； B、性染色体决定性别，其性染色体上基因控制的性状，在遗传时总是和性别相关联，B正确； C、表现型是基因型和环境共同作用的结果。 在相同环境下，表现型相同，基因型不一定相同，例如在完全显性的情况下，AA和Aa两种不同的基因型，表现型相同，C错误； D、自由组合定律的实质是在减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 受精时雌雄配子之间的随机结合并不体现自由组合定律的实质，D错误。 故选B。 10．新型冠状病毒是+RNA病毒。下图为新型冠状病毒侵入宿主细胞后增殖过程的示意图。有关叙述正确的是（    ） A．+RNA和-RNA携带的遗传信息相同 B．-RNA能与核糖体结合完成翻译过程 C．酶1、酶2和酶3都属于RNA聚合酶 D．该病毒在细胞外可以完成RNA的复制 【答案】C 【分析】分析题图：图示是新型冠状病毒增殖过程际意图，新型冠状病毒的RNA(+RNA）中含有RNA复制酶基因，+RNA在酶1的作用下形成-RNA，-RNA再作为模板，在酶3的作用下合成+RNA，-RNA在酶2作用下可以形成信使RNA，再翻译形成多种病毒蛋白，与子代＋RNA组装形成子代病毒。 【详解】A、新冠病毒遗传物质是＋RNA,-RNA是+RNA在酶1的作用下形成，两者携带的遗传信息不相同，A错误； B、新型冠状病毒的遗传物质是RNA(+RNA)，-RNA是+RNA在酶1的作用下形成的，-RNA在酶2作用下可以形成信使RNA，再结合核糖体翻译形成多种病毒蛋白，B错误； C、酶1、酶2和酶3都能催化形成RNA，所以酶1、酶2和酶3都属于RNA聚合酶，C正确； D、病毒只能过寄生生活，病毒的一切生命活动都要在宿主细胞内完成，因此该病毒不可能在细胞外完成RNA的复制，D错误。 故选C。 二、解答题 11．下图表示某DNA片段的遗传信息的传递过程，①～⑦表示物质或结构，a、b、c表示生理过程，据图回答下列问题： (1)图中表示基因表达的过程是 （填字母）。 (2)a过程需要的酶是 。a、b过程在人体细胞中既可以发生在细胞核，也可以发生在 （填细胞结构）中。c过程的产物除了④，还有 ；c过程中结构③的移动方向为 （用箭头表示）。 (3)为研究a过程的物质合成情况，常使用3H-TdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷）这一化合物，原因是 。 (4)科学家通过 技术和 技术进行实验，得出DNA的复制方式为 。 (5)油菜的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）运输到种子后有两条转变途径，如图2所示。科研人员根据这一机制培育出的高油油菜，产油率由原来的35%提高到了58%。分析图可知，油菜含油量提高的原因是 的形成抑制了酶b合成过程中 的阶段。 【答案】(1)b、c (2) 解旋酶和DNA聚合酶 线粒体 水 → (3)3H-TdR是DNA合成的原料之一，可根据放射性强度变化来判断DNA合成情况 (4) 同位素标记 密度梯度离心 半保留复制 (5) 物质C（双链RNA） 翻译 【分析】分析题图1：图中①~⑦分别表示DNA、mRNA、核糖体、肽链、tRNA、子代DNA、氨基酸，a表示DNA复制，b表示转录，c表示翻译。 【详解】（1）基因表达需经过转录、翻译过程，即bc（b表示转录，c表示翻译）。 （2） a表示DNA复制，需要解旋酶和DNA聚合酶，b表示转录，人体细胞的线粒体中也含有少量DNA，为半自主性细胞器，也可以进行复制、转录和翻译过程。 c表示翻译，该过程的产物除了④肽链，还有水生成。 根据图中箭头可知翻译结构③核糖体的移动方向为从左往右，可用箭头→表示。 （3）研究DNA复制过程，常使用3H-TdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷），原因是3H-TdR是DNA合成的原料之一，具有放射性，可根据放射性强度变化来判断DNA合成情况。 （4）科学家通过同位素标记技术和密度梯度离心技术进行实验，得出了DNA的复制方式为半保留复制。 （5） 据图可知，PEP既可以转变为油脂，也可以转变为蛋白质，若诱导基因B的非模板链转录出的RNA与基因B转录出的mRNA结合形成物质C（双链RNA），则可以抑制酶b合成过程中的翻译阶段，从而抑制PEP转变为蛋白质，提高油菜含油量。 12．茄子是自花传粉植物，其果皮颜色由两对独立遗传的等位基因（相关基因用A/a、B/b表示）控制，研究人员用纯种紫皮茄子与白皮茄子进行正反交，F1均为紫皮，F1自交，F2中紫皮：绿皮：白皮=12：3：1。据此回答问题。 (1)根据正反交的结果判断，控制茄子果皮颜色的基因位于 。 (2)基于实验结果，有同学们提出果皮色形成的两种模式，如图1所示。 ①能合理解释F2结果的是 （填“模式一”或“模式二”），F2中紫皮个体的基因型应有 种。 ②为验证该模式，若将F1与F2中白色个体杂交，子代的表现型及比例为 。 (3)进一步研究发现，光信号诱导花青素形成的信号通路如图2所示。据图可知，基因可通过 进而控制性状。当光照显著增强时，花青素含量却不会升得过高，请在图中虚线框内绘图说明其调节机制及对光照增强变化的响应 。（说明：增强用“+”表示，减弱用“-”表示）。 (4)综合上述研究可知茄子果皮颜色这一性状是 共同作用的结果。 【答案】(1)细胞核（DNA）/染色体上 (2) 模式二 6 紫色：绿色：白色=2：1：1 (3) 控制酶的合成来控制代谢过程 (4)基因与环境 【分析】用纯种紫皮茄子与白皮茄子杂交得到F1，F1均为紫皮，F1自交，F2的紫皮∶绿皮∶白皮=12∶3∶1，是9∶3∶3∶1的变式，说明F1是双杂合子，双显性个体和仅某一对基因为显性的个体为紫果皮，仅另一对基因为显性的个体为绿皮，白果皮为双隐性个体。 【详解】（1）纯种紫皮茄子和白皮茄子正反交，F1均为紫花，据此可以做出的判断是紫皮是显性性状，且控制茄子皮的基因位于细胞核中（的染色体上）。 （2） ①若为模式一，紫色的基因型为A-B-，绿色为A-bb，白色为aa--，则F2中的分离比应该为紫色：绿色：白色=9:3:4；若为模式二，紫色的基因型为A-B-和A-bb，绿色为aaB-，白色为aabb，则F2中紫皮∶绿皮∶白皮=12∶3∶1，故能合理解释F2结果的是模式二。F2中紫皮个体的基因型共有6种，分别为：AABB、AABb、AaBB、AaBb、AAbb、Aabb。 ②若为该模式，则F1（AaBb）与F2中白色个体（aabb）杂交，子代的表现型及比例为紫色：绿色：白色=2:1:1。 （3）由图可知，基因通过控制花青素合成酶基因的合成间接控制生物性状，体现了基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物的性状。光信号可以诱导花青素形成，但当光照显著增强时，花青素含量却不会升得过高，故推测其中存在反馈抑制途径，SM2会抑制花青素合成酶基因的表达，且随光照的显著增强，该抑制过程会增强，如图所示：。 （4）根据上述研究可知，茄子果皮颜色是由基因和环境（如光）相互作用的结果。 【点睛】本题综合考查基因的自由组合定律和基因与性状关系的相关知识，意在考查考生分析和解决问题的能力。 13．染色质由DNA、组蛋白等组成。组蛋白乙酰化引起有关染色质结构松散，可促使某些基因的表达；而组蛋白去乙酰化酶的过量合成，导致组蛋白去乙酰化作用增强，从而使DNA与组蛋白紧密结合，可抑制某些基因的表达。回答下列问题： (1)组蛋白乙酰化引起有关染色质结构松散，促使X酶与DNA结合，使DNA双链打开，X酶是 。 (2)图中c过程发生的场所是 。若这是造血干细胞中发生的过程，该细胞中遗传信息的传递过程是 。 (3)组蛋白乙酰化属于表观遗传，但基因突变不属于表观遗传，其原因是基因突变使 发生了改变。 (4)已知X射线可破坏DNA结构从而可用于癌症治疗，丁酸钠是一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂，若利用X射线照射治疗癌症时使用丁酸钠，则治疗效果会 （填“增强”或“减弱”）。 【答案】(1)RNA聚合酶 (2) 细胞核 (3)基因的碱基序列 (4)增强 【分析】1、转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗能量，合成RNA； 2、翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA为模板，在酶的作用下，消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。 【详解】（1）在基因表达过程中，RNA聚合酶能与DNA结合，使DNA双链解开，催化以DNA一条链为模板合成RNA，结合题意 “促使X酶与DNA结合，使DNA双链打开”，可知X酶是RNA聚合酶； （2）图中c过程是转录，以DNA的一条链为模板合成mRNA，在真核细胞（如造血干细胞）中，转录主要发生在细胞核。造血干细胞是真核体细胞，能进行细胞分裂和分化，其遗传信息传递包括复制、转录和翻译过程，过程示意图为：； （3）基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失进而引起了基因中遗传信息的改变，即通过基因突变会引起基因结构的改变，进而产生新的基因，而表观遗传不改变DNA序列，故基因突变不属于表观遗传； （4）丁酸钠使组蛋白不能去乙酰化，使染色质结构维持松散，有利于X射线破坏癌细胞的DNA结构，因此若利用X射线照射治疗癌症时使用丁酸钠，则治疗效果会增强。 1、 单选题 1．（2022·天津·高考真题）染色体架起了基因和性状之间的桥梁。有关叙述正确的是（    ） A．性状都是由染色体上的基因控制的 B．相对性状分离是由同源染色体上的等位基因分离导致的 C．不同性状自由组合是由同源染色体上的非等位基因自由组合导致的 D．可遗传的性状改变都是由染色体上的基因突变导致的 【答案】B 【分析】自由组合定律的实质是进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的，位于同源染色体的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体的非等位基因进行自由组合。 【详解】A、细胞质基质中的基因也可以影响性状，性状不都是由染色体上的基因控制的，A错误； B、等位基因控制相对性状，等位基因位于同源染色体上，同源染色体上等位基因的分离会导致相对性状的分离，B 正确； C、不同性状自由组合是由非同源染色体的非等位基因进行自由组合导致的，C错误； D、可遗传的性状改变可能是由染色体上的基因突变导致的，也可能是基因重组或者染色体变异引起的，D错误。故选B。 2．（2024·吉林·高考真题）下图表示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 【答案】C 【分析】甲基化是指在DNA某些区域的碱基上结合一个甲基基团，故不会发生碱基对的缺失、增加或减少，甲基化不同于基因突变。DNA甲基化后会控制基因表达，可能会造成性状改变，DNA甲基化后可以遗传给后代。 【详解】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。 3．（2024·海南·高考真题）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 【答案】A 【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，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。 【详解】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。 4．（2024·浙江·高考真题）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．蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂 C．蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度 D．DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件 【答案】D 【分析】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。大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。 【详解】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、甲基化不利于其发育成蜂王，故蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂，B错误； C、蜂王浆可以降低蜜蜂DNA的甲基化程度，使其发育成蜂王，C错误； D、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，D正确。故选D。 5．（2024·广西·高考真题）科学家通过小鼠低蛋白饮食与正常饮食的对比实验，发现亲代的低蛋白饮食可影响自身基因表达（其机理如图），且这种影响可遗传给子代。据图分析，下列说法正确的是（　　） A．自身基因表达和表型发生变化的现象，称为表观遗传 B．组蛋白甲基化水平增加，将导致相关基因表达水平降低 C．ATF7的磷酸化，将导致组蛋白表观遗传修饰水平提高 D．亲代的低蛋白饮食，会改变子代小鼠的DNA碱基序列 【答案】B 【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】A、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，A错误； B、除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达，组蛋白甲基化水平增加，将导致相关基因表达水平降低，B正确； C、结合图示可知，ATF7 的磷酸化会抑制组蛋白的甲基化，将导致组蛋白表观遗传修饰水平下降，C错误； D、亲代的低蛋白饮食会促进ATF7 的磷酸化，进而改变组蛋白的甲基化水平，但不会导致子代小鼠的DNA 碱基序列改变，D错误。 故选B。 6．（2023·海南·高考真题）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 【答案】D 【分析】基因的碱基序列没有改变，而基因的表达和表型发生了可遗传的变化，称为表观遗传。 题意分析：乙品种R基因甲基化，不能表达，即无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译最终合成相应的蛋白，甲品种的R基因未甲基化，故可以合成相应的蛋白质。 【详解】A、题中显示植株甲和乙的R基因的序列相同，因此所含的碱基种类也相同，A错误； B、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R基因高度甲基化，不能表达，因而叶形不同，B错误； C、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； D、植株甲含有未甲基化的R基因，故植株甲和杂交，子一代与植株乙的叶形不同，与植株甲的叶形相同，D正确。 故选D。 二、解答题 7．（2022·全国乙卷·高考真题）某种植物的花色有白、红和紫三种，花的颜色由花瓣中色素决定，色素的合成途径是：白色红色紫色。其中酶1的合成由基因A控制，酶2的合成由基因B控制，基因A和基因B位于非同源染色体上、回答下列问题。 (1)现有紫花植株（基因型为AaBb）与红花杂合体植株杂交，子代植株表现型及其比例为 ；子代中红花植株的基因型是 ；子代白花植株中纯合体占的比例为 。 (2)已知白花纯合体的基因型有2种。现有1株白花纯合体植株甲，若要通过杂交实验（要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交）来确定其基因型，请写出选用的亲本基因型、预期实验结果和结论。 【答案】(1) 白色：红色：紫色=2：3：3 AAbb、Aabb 1/2 (2)选用的亲本基因型为：AAbb；预期的实验结果及结论：若子代花色全为红花，则待测白花纯合体基因型为aabb；若子代花色全为紫花，则待测白花纯合体基因型为aaBB 【分析】根据题意，Aa和Bb两对基因遵循自由组合定律，A_B_表现为紫花，A_bb表现为红花，aa_ _表现为白花。 【详解】（1）紫花植株（AaBb）与红花杂合体（Aabb）杂交，子代可产生6种基因型及比例为AABb（紫花）：AaBb（紫花）：aaBb（白花）：AAbb（红花）：Aabb（红花）：aabb（白花）=1:2:1:1:2:1。故子代植株表现型及比例为白色：红色：紫色=2：3：3；子代中红花植株的基因型有2种：AAbb、Aabb；子代白花植株中纯合体(aabb)占的比例为1/2。 （2）白花纯合体的基因型有aaBB和aabb两种。要检测白花纯合体植株甲的基因型，可选用AAbb植株与之杂交，若基因型为aaBB则实验结果为：aaBB×AAbb→AaBb（全为紫花）；若基因型为aabb则实验结果为：aabb×AAbb→Aabb（全为红花）。这样就可以根据子代的表现型将白花纯合体的基因型推出。 【点睛】该题考查基因的自由组合定律的应用，通过分析题意，理解表现型与基因型之间的关系可以正确作答。 8．（2022·北京·高考真题）番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程，导致果实颜色及硬度等发生变化。果实颜色由果皮和果肉颜色决定。为探究番茄果实成熟的机制，科学家进行了相关研究。 (1)果皮颜色由一对等位基因控制。果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色，F1自交所得F2果皮颜色及比例为 。 (2)野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体，甲（基因A突变为a）果肉黄色，乙（基因B突变为b）果肉橙色。用甲、乙进行杂交实验，结果如下图1。据此，写出F2中黄色的基因型： 。 (3)深入研究发现，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，如下图2。上述基因A、B以及另一基因H均编码与果肉颜色相关的酶，但H在果实中的表达量低。根据上述代谢途径，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是 。 (4)有一果实不能成熟的变异株M，果肉颜色与甲相同，但A并未突变，而调控A表达的C基因转录水平极低。C基因在果实中特异性表达，敲除野生型中的C基因，其表型与M相同。进一步研究发现M中C基因的序列未发生改变，但其甲基化程度一直很高。推测果实成熟与C基因甲基化水平改变有关。欲为此推测提供证据，合理的方案包括 ，并检测C的甲基化水平及表型。 ①将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M ②敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因 ③将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M ④将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型 【答案】(1)黄色∶无色＝3∶1 (2)aaBB、aaBb (3)基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素 (4)①②④ 【分析】1、基因分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。 2、基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 3、甲、乙为两种单基因纯合突变体，甲（基因A突变为a）果肉黄色，乙（基因B突变为b）果肉橙色。由图1可知，F2比值约为为9：3：4，F1基因型为AaBb，红色基因型为A_B_，黄色为aaB_，橙色为A_bb、aabb，甲乙基因型分别为aaBB、AAbb。 【详解】（1）果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色，说明黄色是显性性状，F1为杂合子，则F1自交所得F2果皮颜色及比例为黄色∶无色＝3∶1。 （2）由图可知，F2比值约为为9：3：4，说明F1基因型为AaBb，则F2中黄色的基因型aaBB、aaBb。 （3）由题意和图2可知，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，则存在A或H，不在B基因时，果肉呈橙色。因此，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素。 （4）C基因表达的产物可以调控A的表达，变异株M中C基因的序列未发生改变，但其甲基化程度一直很高，欲检测C的甲基化水平及表型，可以将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M，使得C去甲基化，并检测C的甲基化水平及表型；或者敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因，检测野生型植株C的甲基化水平及表型，与突变植株进行比较；也可以将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型，检测野生型C的甲基化水平及表型。而将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M无法得到果实成熟与C基因甲基化水平改变有关，故选①②④。 2 / 12 1 / 12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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