第4章 第2节 基因表达与性状的关系-【精讲精练】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化知能达标训练（人教版 多选）

[基础达标练] 1．(2025·山东泰安模拟)下列有关基因和性状的叙述，正确的是(　　) A．S型肺炎链球菌的有毒性状受基因表达产物的直接控制 B．基因可通过其转录产物控制代谢过程，进而控制生物体的性状 C．老年人白发的原因是相关基因不能控制酪氨酸酶的合成，导致黑色素不能正常合成 D．环境相同的情况下，基因型相同的个体间不会发生可遗传的表型差异 解析　S型肺炎链球菌的有毒性状是受多糖类荚膜控制的，它不是基因表达的直接产物，A错误；基因可通过其表达产物酶来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，有些酶的化学本质是RNA，属于转录产物，B正确；老年人白发是因为体内酪氨酸酶的活性减弱，使黑色素合成减少导致的，C错误；环境相同的情况下，基因型相同的个体可能因为DNA甲基化、构成染色体的组蛋白发生甲基化或乙酰化等修饰，进而使个体间发生可遗传的表型差异，D错误。 答案　B 2．下图为囊性纤维病的病因图解，可以分析得出(　　) A．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 B．基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 C．生物的性状除了受基因的控制，还受环境的影响 D．基因与性状的关系并不都是简单的线性关系 解析　通过图解可以看出，CFTR基因碱基缺失导致CFTR蛋白结构异常，进而导致囊性纤维病，故可以分析出基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 答案　B 3．取同种生物的不同类型的细胞，检测其基因表达，结果如图所示。已知4种基因分别是①晶状体蛋白基因、②胰岛素基因、③呼吸酶基因和④血红蛋白基因。则基因1和基因4分别最可能是(　　) A.①③ B．③④ C．②④ D．①② 解析　据图可知，基因1在所有细胞中都表达，说明其表达产物不具有特异性，所有细胞均有，故可能为③呼吸酶基因；基因3只在胰岛细胞中表达，在其他细胞中不表达，说明基因3的表达产物具有特异性，即可能为②胰岛素基因，同理基因2可能是①晶状体蛋白基因，而基因4在这三种细胞中都没有表达，说明这三种细胞中都没有该基因的表达产物，即基因4为血红蛋白基因，血红蛋白只存在于红细胞中，B正确。 答案　B 4．下列有关表观遗传的说法不正确的是(　　) A．表观遗传可以在个体间遗传 B．某些RNA可干扰基因的表达 C．染色体组蛋白的乙酰化能激活基因的转录 D．DNA的甲基化程度与基因的表达无关 解析　表观遗传可以在个体间遗传，A正确；某些RNA可使mRNA发生降解或者翻译阻滞，从而干扰基因的表达，B正确；乙酰化修饰可以将组蛋白中的正电荷屏蔽掉，使组蛋白与带负电荷的DNA缠绕的力量减弱，激活基因的转录，C正确；DNA的甲基化程度与基因的表达有关，D错误。 答案　D 5．(2024·辽宁鞍山月考)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．若基因③不表达，则基因①和基因②也不能表达 B．基因可以通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物体的性状 C．花的颜色由许多对基因共同控制 D．生物性状由基因决定，也受环境影响 解析　基因具有独立性，基因③不表达，基因①和基因②仍然能够表达，A符合题意；基因①②③分别通过控制酶1、2、3的合成来控制花青素的合成，故基因可以通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物体的性状，B不符合题意； 花青素决定花的颜色，而花青素的合成是由多对基因共同控制的，C不符合题意；花青素在不同酸碱条件下显示不同颜色，说明环境因素也会影响花色，D不符合题意。 答案　A 6．研究表明：长翅果蝇幼虫在25 ℃的环境中培养，最终都表现为长翅。而将卵化后4～7天的长翅果蝇幼虫在35～37 ℃环境下处理6～24小时后，得到了某些残翅果蝇。此实验说明(　　) A．此现象为表观遗传的体现 B．低温诱导果蝇的遗传物质改变 C．生物的性状只由遗传物质决定 D．一个基因可以控制多个性状 解析　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；该过程中，低温并没有引起果蝇的遗传物质改变，只是基因的表达受影响；生物的性状由遗传物质和环境共同决定；该实验并没有反映出一个基因控制多个性状。 答案　A 7．(2025·山东泰安月考)PM2.5是大气中主要的环境污染物，是造成心血管疾病(CVD)的环境因素。PM2.5进入人体后可通过影响DNA甲基化水平导致CVD的发生，在CVD病变出现前就有DNA甲基化水平的改变。下列相关叙述错误的是(　　) A．DNA甲基化不改变DNA分子中的碱基序列 B．DNA甲基化水平异常不会遗传给下一代 C．DNA甲基化水平的改变可能会影响细胞分化的方向 D．DNA甲基化水平可为CVD临床早期诊断提供依据 解析　DNA甲基化属于表观遗传，不会改变DNA分子中的碱基序列，但可以遗传给后代，A正确，B错误；DNA甲基化会影响基因的表达，进而可能影响细胞分化的方向，C正确；根据题干信息“CVD病变出现前就有DNA甲基化水平的改变”可知，DNA甲基化水平可为CVD临床早期诊断提供依据，D正确。 答案　B 8．甲和乙为某一生物体中的两种体细胞(如图所示)，下列叙述错误的是(　　) A．甲、乙两细胞都未分化 B．甲和乙的mRNA不同导致其形态结构和功能不同 C．甲和乙细胞中的蛋白质不完全相同 D．甲、乙细胞中ATP合成酶基因都能表达 解析　甲细胞分泌抗体，乙细胞分泌胰岛素，所以甲、乙两细胞都已分化。 答案　A 9．囊性纤维化是一种遗传病，由一对等位基因控制，其致病机理如图所示。请回答下列有关问题： (1)据图分析，①过程需要________________酶参与催化反应，②过程发生的场所是____________。 (2)异常CFTR蛋白在第508位缺少一个氨基酸(苯丙氨酸)的原因是________________，缺失氨基酸后，CFTR蛋白的空间结构______________(填“改变”或“不变”)。 (3)囊性纤维化的实例表明，基因表达产物与性状的关系是______________。 (4)一对表型正常的夫妇生育了一个患囊性纤维化的女儿，推测CFTR基因位于______________(填“常染色体”或“性染色体”)上。该夫妇第二胎生下一对表型均正常的“龙凤胎”，则这对“龙凤胎”均为携带者的概率为________________。 解析　(1)据图分析可知，①过程表示转录，需要RNA聚合酶参与催化反应，②过程表示翻译，发生的场所是核糖体(或细胞质)。(2)据图分析可知，异常CFTR蛋白在第508位缺少一个氨基酸，推测异常CFTR基因比正常CFTR基因少3个碱基对，异常CFTR蛋白的氨基酸数目减少，其空间结构和功能发生改变。(4)由一对表型正常的夫妇生育了一个患囊性纤维化的女儿，可推测CFTR基因位于常染色体上。“龙凤胎”是异卵双胞胎，二者均是携带者的概率为4/9。 答案　(1)RNA聚合　核糖体(或细胞质)　(2)正常CFTR基因缺失了3个碱基对，成为异常CFTR基因　改变　(3)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状　(4)常染色体　4/9 [素能提升练] 10．(2025·河南卷)构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白，需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是(　　) A．组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型 B．具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程 C．编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，可影响翻译的准确度和效率 D．组蛋白乙酰化发生在翻译后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达 解析　组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列，但能降低染色质的紧密程度，从而促进基因的表达，可影响个体表型，A正确；具有生物活性的tRNA的形成，需要DNA转录，还需要转录后加工形成三叶草结构，B正确；编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，会影响翻译效率，但不会影响翻译的准确度，C错误；组蛋白乙酰化发生在翻译出组蛋白后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达，D正确。 答案　C 11．下图是果蝇眼睛色素的合成途径，没有色素时眼色为白色。下列分析不合理的是(　　) A．生物体的一种性状可以受多对基因的控制 B．基因可以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．控制果蝇眼色的基因在遗传时必须遵循自由组合定律 D.出现白眼果蝇的原因除了表观遗传外，还可能有其他原因 解析　从眼睛色素的合成途径中可以看出果蝇的眼色由多对基因控制，A正确；由图可知，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，B正确；从图中看不出与眼色有关的基因是位于一对染色体上还是多对染色体上，C错误；据图分析可知，基因突变可能会影响酶的合成，使之不能形成色素，缺少相应的前体物质或某种环境条件使酶失去了活性或环境条件不适宜，均可影响有关基因的表达和色素的合成，D正确。 答案　C 12．(多选)(2025·吉林白山期末)生物表观遗传与基因中部分胞嘧啶被甲基化后转变成5­甲基胞嘧啶，导致相应的基因不能转录而失活有关；未被甲基化的基因仍可以控制合成相应的蛋白质。DNA的甲基化可调控基因的表达，调控简图如下，下列分析正确的是(　　) A．基因甲基化后可能不被RNA聚合酶识别而不转录 B．甲基化不改变基因中嘌呤碱基与嘧啶碱基的比例 C．甲基化后的DNA不能与解旋酶结合也就不能解开双链 D．人体肌细胞中与血红蛋白合成有关的基因可能被甲基化 解析　由题干信息“甲基化导致相应的基因不能转录”可判定A正确；DNA的甲基化(表观遗传)并不改变基因的碱基序列，不改变基因中嘌呤碱基与嘧啶碱基的比例，B正确；由教材知识“转录需要RNA聚合酶识别相应位点，解开DNA双链”可判定C错误；人体肌细胞中与血红蛋白合成有关的基因不能表达，可能被甲基化，D正确。 答案　ABD 13．研究表明，基因M在某种鸟类的神经、皮肤、肌肉等不同细胞中均有表达，其中在骨骼肌中表达量最高，且在雌鸟和雄鸟中的表达水平有明显差异。下列叙述正确的是(　　) A．基因M在骨骼肌中表达量最高，说明骨骼肌细胞中该基因数量最多 B．可通过检测组织细胞中基因M的表达量来确定细胞的分化程度 C.同一雄鸟不同细胞中DNA和RNA种类相同，蛋白质种类不完全相同 D．基因M在雌雄鸟中表达水平不同可能会导致雌雄个体飞行能力不同 解析　不同细胞中基因选择性表达，基因M在骨骼肌中表达量最高，不能说明骨骼肌细胞中该基因数量最多，同一个体，体内细胞所含的同一基因的数量一般相同，A错误；根据题意无法确定组织细胞中基因M的表达量与细胞分化程度的关系，B错误；由于基因的选择性表达，同一雄鸟不同细胞中DNA种类相同，RNA和蛋白质种类不完全相同，C错误；由题干信息可知，基因M在骨骼肌中表达量最高，且在雌鸟和雄鸟中的表达水平有明显差异，由于骨骼肌与飞行能力密切相关，故可推测基因M在雌雄鸟中表达水平不同可能会导致雌雄个体飞行能力不同，D正确。 答案　D 14．(2025·江苏卷)真核细胞进化出精细的基因表达调控机制，图示部分调控过程。请回答下列问题： (1)细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成________。由于核膜的出现，实现了基因的转录和________在时空上的分隔。 (2)基因转录时，________酶结合到DNA链上催化合成RNA。加工后转运到细胞质中的RNA，直接参与蛋白质肽链合成的有rRNA、mRNA和________。分泌蛋白的肽链在________________完成合成后，还需转运到高尔基体进行加工。 (3)转录后加工产生的lncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析，lncRNA调控基因表达的主要机制有________。miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白，引导降解与其配对结合的RNA。据图可知，miRNA发挥的调控作用有_______________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)外源RNA进入细胞后，经加工可形成siRNA引导的沉默复合蛋白，科研人员据此研究防治植物虫害的RNA生物农药。根据RNA的特性及其作用机理，分析RNA农药的优点有________________________________。 解析　(1)细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成染色质(染色体)。转录在细胞核内进行，翻译在细胞质中的核糖体，故由于核膜的出现，实现了基因的转录和翻译在时空上的分隔。 (2)基因转录时，RNA聚合酶结合到DNA链上催化合成RNA。加工后转运到细胞质中的RNA，直接参与蛋白质肽链合成的有rRNA(组成核糖体)、mRNA(翻译的模板)和tRNA(运输氨基酸)。分泌蛋白的肽链在核糖体和内质网完成合成后，还需转运到高尔基体进行加工。 (3)转录后加工产生的lncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析，lncRNA调控基因表达的主要机制有一方面在细胞核内与mRNA结合，运出细胞核，阻止其翻译；另一方面在细胞质中与沉默复合蛋白结合。miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白，引导降解与其配对结合的RNA。据图可知，miRNA发挥的调控作用有与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白，结合mRNA，阻止其翻译。 (4)外源RNA进入细胞后，经加工可形成siRNA引导的沉默复合蛋白，科研人员据此研究防治植物虫害的RNA生物农药。根据RNA的特性及其作用机理，分析RNA农药的优点有： a．生物安全性：RNA农药具有高度的靶向性，能够实现对某一害虫的精准防控，不会对非靶生物造成负面影响。 b．高效性：RNA农药通过干扰害虫的特定基因表达，实现对害虫的高效防控。 c．环境友好性：与传统的化学农药相比，RNA农药具有更强的靶向性和环境友好性，能够在不破坏生态平衡的情况下有效控制害虫。 答案　(1)染色质(染色体)　翻译 (2)RNA聚合　tRNA　核糖体和内质网 (3)lncRNA与mRNA结合阻止其翻译；另一方面参与mRNA的加工　mRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白，结合mRNA，阻止其翻译 (4)具有生物安全性、环境友好性、高效性等 15．杂交子代在生长、成活、繁殖能力等方面优于双亲的现象称为杂种优势。研究者以两性花植物大豆为材料进行实验，探究其杂种优势的分子机理。 亲代及F1相关数据 指标品系 甲 乙 甲♂×乙♀F1 甲♀×乙♂F1 茎粗(mm) 7.9 7.4 12.5 13.5 一株粒重(g) 19.1 13.4 50.2 58.4 脂肪(%) 19.4 21.9 20.6 20.8 蛋白质(%) 36.5 34.5 36.8 37.0 (1)以甲、乙两品系作为亲本进行杂交实验获得F1，分别测定亲代和F1茎粗、一株粒重、 脂肪、蛋白质的含量，结果如表。说明F1在____________等方面表现出了杂种优势。两种品系的大豆正反交所得子代相关性状不一致，推测可能与____________中遗传物质的调控有关。 (2)进一步研究大豆杂种优势的分子机理，发现在大豆基因组DNA上存在着很多的5′­CCGG­3′位点，其中的胞嘧啶在DNA甲基转移酶的催化下发生甲基化，转变成5′­甲基胞嘧啶。细胞中存在两种甲基化模式，如图所示。 大豆某些基因启动子上存在的5′­CCGG­3′位点被甲基化，会引起基因与________酶相互作用方式的改变，通过影响转录过程而影响生物的____________(填“基因型”或“性状”)，去甲基化则诱导了基因的重新活化。 解析　(1)根据表格分析，与亲本相比，F1的茎秆更粗、一株粒重增加很多，脂肪含量和蛋白质含量变化不大；正反交的结果表明，甲为母本、乙为父本时茎粗和一株粒重增加得更多一些，可能与母本细胞质基因的调控有关。(2)基因启动子上具有RNA聚合酶的识别和结合位点，若启动子上存在的5′－CCGG－3′位点被甲基化，会引起基因与RNA聚合酶相互作用方式的改变，从而影响转录过程，最终影响生物的性状。 答案　(1)茎粗、一株粒重　细胞质 (2)RNA聚合　性状 学科网（北京）股份有限公司 $