第4章 基因的表达单元学能测评-【重难点手册】2025-2026学年高中生物必修第二册同步练习册（人教版）

用重难点手册高中生物学必修2遗传与进化J. 第4章单元 时间：75分钟 一、单项选择题（本大题包括18小题，每小题2分， 共36分。每小题只有一个选项符合题意) 1.(2024·福建卷)人肠道细胞中载脂蛋白B基因 转录后，其mRNA上特定位置的碱基C在相关 酶的作用下转变为碱基U,造成该位置相应的密 码子变为终止密码子UAA,该终止密码子对应 的DNA模板链序列为()。 A.5'-TTG-3' B.5'-ATT-3' C.5'-GTT-3' D.5-TTA-3' 2.(2023·江苏卷)翻译过程如图所示，其中反密码子 第1位碱基常为次黄嘌呤(I),与密码子第3位碱 基A、U、C皆可配对。下列叙述正确的是 ()。 5 AUG1231 A,tRNA分子内部不发生碱基互补配对 B.反密码子为5'-CAU-3'的tRNA可转运多种 氨基酸 C,mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA D.碱基I与密码子中碱基配对的特点，有利于保 持物种遗传的稳定性 3.(2025·云南卷)云南省是著名的鲜花产地，所产 鲜花花色鲜艳与其独特的自然环境息息相关。 花青素苷是决定被子植物色彩呈现的主要色素 物质，花冠中糖类或被紫外光激活的紫外光受体 均可促进相关基因表达，从而增加花青素苷的合 成。下列说法错误的是()。 A,云南平均海拔高，紫外光强，能够促进花青素 苷的合成 B.鲜切花中花青素苷会缓慢降解，在浸泡液中 添加适量糖可延缓鲜花褪色 C.云南平均海拔高，昼夜温差大，有利于呈色 44 学能测评 满分：100分 D.鲜花中花青素苷的含量，与紫外光受体基因 表达水平呈负相关 4.(2024·贵州卷)大鼠脑垂体瘤细胞可分化成细 胞I和细胞Ⅱ两种类型，仅细胞I能合成催乳 素。细胞I和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基 序列相同，但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基 化。细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成催乳 素。下列叙述错误的是()。 A.甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录 B.氨胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化 C.处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素 D.该基因甲基化不能用于细胞类型的区分 5.(2025·湖南卷)基因W编码的蛋白W能直接 抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别 提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是 ()。 A蛋白W在细胞核中发挥调控功能 B.敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量 C.在基因P缺失突变体水稻中，增加基因W的 表达量能提高其抗虫性 D.蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因 P和M的启动子而发挥作用 6.青蒿素是从黄花蒿的茎叶中提取的一种小分子 化合物，主要具有抗疟疾、抗肿瘤、抗炎等作用。 下图为青蒿素合成相关的部分代谢过程，下列叙 述错误的是()。 基因F 酶F 1P→FPP古紫雅埃树41二烯系列反空青寄素 @一G。基因G 其他产物 A.为了较大提高青蒿素的产量，可促进F基因 表达，抑制G基因表达 B.酶F和酶G催化的底物都是FPP,所以这两 种酶的组成和结构相同 C.①③均可代表转录和翻译，翻译时需要mRNA、 tRNA IRNA的参与 D.青蒿素合成过程可以说明，性状与基因的关 系并不都是一一对应的 7.(2025·重庆三模)相分离是指生物大分子通过 弱相互作用在细胞内形成高浓度凝聚体的过程， 这些凝聚体在细胞内呈现液态或胶态，与周围基 质形成界限，但无膜结构。例如真核细胞在应激 时，mRNA和蛋白质相互作用形成应激颗粒M, 应激解除时会消失。下列叙述正确的是()。 A,应激颗粒M可参与调控细胞的转录和翻译 过程，以暂停某些非必需蛋白的合成 B.通过相分离形成的结构并非完全稳定，在细 胞内可发生可逆性的动态变化 C.溶酶体是各种水解酶通过弱相互作用形成的 高浓度凝聚体，是细胞的“消化车间” D.大肠杆菌中的核糖体、中心体等无膜细胞器 的形成可能与相分离有关 8.研究人员发现，突变型水稻与野生型水稻相比， OsAGO2基因发生突变，会使叶片合成叶绿素 的功能受损，从而诱发叶片早衰。OsAGO2蛋 白结合到OsNAC300基因的启动子部位，诱发 DNA甲基化，从而抑制了OsNAC3O0基因的 表达，OsNAC300蛋白可直接调控衰老基因 OsNAP正常表达，从而使叶片早衰。下列分析 正确的是()。 A.OsAGO2基因发生突变可引起OsNAC300基 因的碱基序列发生变化 B.野生型水稻中的OsAGO2蛋白高表达，最终 影响衰老基因OsNAP正常表达 C.OsAGO2蛋白抑制了OsNAC300基因翻译 过程的正常进行 D.敲除OsNAP后可促进叶片合成叶绿素，从 而提高水稻产量 9.(2025·四川达州一模)下图为大肠杆菌某段双 链DNA的部分单链，Met、Ser等表示基因表达 后相应位置的氨基酸，其对应数字表示氨基酸的 排序，碱基上的数字表示碱基的排序，起始密码 为AUG,终止密码为UAG、UAA。下列分析不 正确的是()。 第4章基因的表达 E基因编码起始 2 3 Met Val Arg 9160 -A-T-G-A-G-T-C-A-A- ...-G-T-T-T-A-T-G-G-T-A-C-G-C-T-G- Met Ser Gln Val Tyr Gly Tyr Leu 2 3 D基因编码起始 E基因编码终止 Lys Glu G-A-A-GG-/ G-T-G-A-T-G-T-A-A-T-G L」LLL」L Glu Gly Val Glu 180181182188D基因编码终止 A.由图可知，有的氨基酸可由多个密码子编码 B.基因E表达出的肽链中含有127个氨基酸 C.基因D和E均以该DNA单链为模板进行 转录 D.基因重叠可使有限的DNA储存更多的遗传 信息 10.(2025·浙江杭州阶段练习)λ噬菌体侵染细菌 分为即早期、迟早期、晚期三个阶段。入噬菌体 的N基因和cro基因如图所示，两个基因的终 止子下游存在多种基因区段，与迟早期、晚期复 制和裂解细菌有关。已知pN蛋白能和RNA 聚合酶结合。下列叙述正确的是( )。 W 启动子：P、P NmRNA入V ●终止子：tt cro基因 VU①N◆0W N基因 .pVomRA 即早期 pN) w winainanv 迟早期 A.pN是一种抗终止的调节蛋白，可使转录扩 展至其他基因区段 B.N基因和cro基因都按照5'→3'的方向转录 且模板链相同 C.如果转录始终在t1、t2位点终止，则表明入 噬菌体侵染成功 45 铺重难点手册高中生物学必修2遗传与进化RJ D.噬菌体在侵染细菌的不同阶段始终只表达 出两种蛋白质 11.(2025·江西模拟预测)噬菌体的基因组比较 小，但又必须编码一些维持其生命和复制所必 需的基因，在选择的压力下，形成了重叠基因。 重叠基因是指两个或两个以上的基因共有一段 DNA序列的不同可读框，编码不同的蛋白质。 重叠基因有多种重叠方式，例如，大基因内包含 小基因（如图）；前后两个基因首尾重叠；几个基 因的重叠等。近年来，在果蝇和人中也存在重 叠基因，例如人类神经纤维病I型基因内含子 中含有3个小基因（由互补链编码）。下列叙述 错误的是( )。 起始密码子 用于蛋白质1的密码子 碱基口0■0■■0■0■0o■0o0o■0工 用于蛋白质2的密码子 起始密码子 A.同一个基因的编码区中可能存在多个起始 密码子 B.基因的重叠可能对基因表达具有调控作用 C.重叠基因的转录方向可能不是一致的 D.这是一种充分利用碱基资源的机制 12.提高番茄中果糖的含量有助于增加果实甜度， 我国科学家发现催化果糖生成的关键酶SUS3 的稳定性受磷酸化的CDPK27蛋白调控，在小 果番茄CDPK27基因的启动子区存在特定序 列，可被RAV1蛋白结合而影响该基因表达。 CDPK27基因与决定番茄果实大小的基因 (Fw/f)高度连锁，不易交换，作用机制如图。 下列叙述正确的是( )。 大果 小果 RAVD RAVD FwCDPK27 fHCDPK27 (P) 高表达 CDPK2低表达 ®® 促进 蔗糖 降解 SUS3 SUS3 注：®表示蛋白质被磷酸化。 葡萄糖+果糖 A.RAV1结合CDPK27基因的启动子序列从 而降低该基因表达 46 B.高表达CDPK27基因植株中的SUS3蛋白 更稳定，番茄果实甜度低 C.通过编辑CDPK27基因去除其编码蛋白的 特定磷酸化位点可降低大果甜度 D.大果番茄与小果番茄杂交易通过基因重组 获得大而甜的番茄果实 13.核内不均一RNA(hnRNA)是由DNA转录产 生的，是在通过加工和剪接形成mRNA前存 在的一种较大的RNA。同一种hnRNA的几 种不同的剪接方式如图所示，其中外显子可编 码蛋白质，内含子通常无此功能。剪接过程由 剪接体执行，可以做到精确切除并以正确次序 连接对应的RNA片段。下列叙述正确的是 (）。 内含子1 DNA0■ hnRNA A A.过程①需要DNA聚合酶的参与，该酶可断 开氢键并催化磷酸二酯键的形成 B.在hnRNA的所有剪接方式中剪接体均切除 了所有内含子序列并正确连接外显子对应 的RNA片段 C.剪接RNA翻译出的蛋白质种类完全不相同 D.同种基因的表达产物不同，这有助于蛋白质 多样性的形成 14.(2025·福建宁德高一期末)青蒿素是一种脂质 类药物，主要用于治疗疟疾，如图为黄花蒿产生 青蒿素的代谢过程。下列叙述正确的是( )。 FPP合成酶基因D mRNA ADS基因表达 1② 酶1 酶2 乙酰辅酶A FPP →青蒿素 →其他萜类化合物 酶3 SQS基因表达 A,ATP为①②过程中信息的流动提供能量 B.过程①以FPP合成酶基因的两条链为模板 C.促进SQS基因表达是提高青蒿素产量的有 效途径之一 D.该过程说明基因可通过控制蛋白质的结构 直接控制生物体的性状 15.在自然界中，植物不断受到干旱、高温、寒冷等 非生物胁迫的桃战，表观遗传机制参与了植物 应激反应相关基因的转录调控。番茄果实在冷 藏过程中会失去风味，其调控机制如图所示，图 中DML2表示DNA脱甲基酶，PolⅡ表示 RNA聚合酶Ⅱ。下列叙述正确的是()。 2民8 PolⅡ 20,o☑- 合比 有风 →味的 易挥发基因 番茄 了9 如 缺少 2,☑(+2 易挥发基因 的番 茄 A.促进编码DML2的基因转录会导致易挥发 基因甲基化水平提高 B.易挥发基因转录出的mRNA中含有启动子 区域序列的互补序列 C.易挥发基因甲基化通过干扰PolⅡ与启动 子结合而直接抑制翻译 D.易挥发基因的甲基化修饰可通过番茄的有 性生殖遗传给下一代 16.(2025·山东济南二模)神经干细胞线粒体内的 METTL8蛋白能催化线粒体DNA控制合成 的mt-tRNAThr发生甲基化修饰，进而使其发 挥正常功能。敲除染色体上METTL8基因会 使神经干细胞线粒体内的翻译及呼吸过程受 阻，引起神经干细胞加速分化乃至数目减少，进 而导致某种神经退行性疾病。药物P可以通 过增强METTL8基因过表达或线粒体功能对 该疾病产生一定的疗效。下列说法正确的是 ()。 A.敲除METTL8基因导致神经退行性疾病 体现了基因通过控制蛋白质结构直接控制 生物性状 B.mt-tRNATh甲基化修饰后才能携带氨基酸 到达核糖体参与遗传信息的翻译过程 C.METTL8蛋白是由线粒体内的DNA编码 第4章基因的表达 且在mt-tRNA的参与下合成 D.药物P能增强METTL8基因的表达来促进 神经干细胞的分裂，以增加神经干细胞的 数目 17.(2025·安徽三模)如图，CRISPRoff是一个新 开发的编辑器，能将甲基(Me)添加在DNA链 的特定位点上，使靶基因在被处理的细胞中持 久性地保持沉默，另外依赖于CRISPRon能逆 转该类基因沉默。下列叙述正确的是( )。 蛋白质DNA 、Oh CRISPRON RMe A.CRISPRon有助于RNA聚合酶与基因结合 以逆转基因沉默 B.组蛋白与DNA分子间通过碱基互补配对结 合成染色质（体） C.表观遗传是指DNA发生修饰而使基因表达 和表型发生变化的现象 D.新型编辑器CRISPRoff通过改变基因碱基 序列实现持久性调控转录 18.CpG二核苷酸是由一个胞嘧啶脱氧核苷酸和 一个鸟嘌呤脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接而 成的二核苷酸。在基因组中，CpG二核苷酸通 常成串出现在基因的启动子区域。CpG甲基 化后与MeCP1蛋白结合，从而招募细胞中的 阻遏物影响基因表达。增强子是DNA上的一 段特殊序列，通过与BRD4蛋白结合，增强相应 基因启动子的活性。为探究CpG甲基化程度 与启动子活性对基因表达的影响，科学家将人 珠蛋白基因、小鼠α-珠蛋白基因和人Y珠蛋 白基因分别导入人HeLa细胞进行了如下实 验。下列说法错误的是()。 基因 人Q珠蛋白恭因 小鼠Q珠蛋白基因人Y珠蛋白基因 增强子 甲基化程度 无部全无高全 无全无室 无全先查 Q-珠蛋白 mRNA 阝珠蛋白 ■ ■■= mRNA y珠蛋白 mRNA 注：“无”表示没有甲基化：“部”表示部分甲基化：“全”表示全部甲 基化。+”表示有；“-”表示无。 A.检测B珠蛋白mRNA的含量作为对照，用 于排除无关变量对基因表达的影响 47 用重难点手册高中生物学必修2遗传与进化RJ B.无增强子时三种基因甲基化后均不能表达 引入增强子后三种基因均恢复表达 C.CpG与MeCPl蛋白的结合能力与基因表达 强度呈负相关 D.通过提高BRD4蛋白的活性可以促进相关 基因的表达 二、非选择题（本大题包括4小题，共64分） 19.(16分)(2025·广东江门一模)世界人口老龄 化日益严重，探究个体衰老的机制至关重要。 人类内源性逆转录病毒(HERV)是一类古老的 逆转录病毒，它们在进化过程中整合到了宿主 的基因组中，但长期处于沉默状态。人类鼠乳 腺肿瘤病毒(HERVK)是其中一员，它的“复 活”与细胞衰老存在一定的相关性，其机理如图 所示。 老细胞 CH 年轻细胞 MAIAT HERVK DNA HERVK DNA H亚RYK旁分泌 HER水RNA病毒颗粒、 米衰老 a原VK DNA ”米 米 天然免变通路副 米血管 注：cGAS能识别、结合过量的细胞质DNA;炎症细胞因子能促进炎症反应， 加速细胞衰老。 回答下列问题： (I)HERVK的遗传物质是 。 随着细 胞衰老，HERVK DNA的甲基化修饰水平 ,合成相应产物并组装成病毒颗 粒，HERVK“复活”。 (2)科学家向细胞培养液中加入逆转录酶抑制 剂，衰老细胞中的 含量 均降低，以及一系列衰老相关表型得到缓 解，从而证实了图中的相关途径。 (3)为进一步探索如何延缓衰老，需对个体衰老 程度进行量化评估。观测指标选择血浆中 (填“HERVK病毒颗粒” 或“炎症细胞因子”)的数量更适宜，理由是 20.(16分)人体正常的血红蛋白是由4个含铁的 血红素分子和4条珠蛋白肽链(2条α链和2条 非α链)组成的四聚体，包括HbA1(a2B2,由 48 2条a链和2条3链组成)、HbA2(a2δ2，由2条 a链和2条6链组成)、HbF(a2Y2,由2条a链 和2条Y链组成)等类型，人的不同生长发育时 期血红蛋白的种类和比例不同。控制珠蛋白的 2种a珠蛋白基因(HBA1、HBA2)和5种B珠 蛋白基因(HBB、HBD、HBGI、HBG2、HBE) 在染色体上的位置如图所示，珠蛋白基因缺陷 会导致地中海贫血症，主要包括α型地中海贫 血症（α肽链合成缺陷）和？型地中海贫血症(3 肽链合成缺陷)。回答下列问题： 16号染色体 0D-OD a珠蛋白 基因家族5'◆ HBA2 HBAI 3 调控序列 β珠蛋白 调控序列 基因家族 5'0 HEG2HIGI HBD HBB 1口 11号染色体 (1)结合图示分析，婴儿正常的体细胞中含有 个HBA系列基因，人的不同生长 发育时期血红蛋白的种类和比例不同主要 与 有关。 (2)对某地中海贫血症患者的血红蛋白成分进 行分析发现，其HA1的含量显著低于正 常值，HbA2的含量高于正常值，HbF在正 常值范围，则该地中海贫血症患者的类型为 ,该患者的HbA2含量高于正常 值的原因可能是 (3)α型地中海贫血症（以下简称α地贫）患病 和α肽链不能正常合成有关，α珠蛋白基因 数量和表型的关系如表所示： 基因数量/个 4 3 2 0 轻型a中型a重型a胎儿期 表型 正常 地贫地贫地贫流产 某对夫妇都是中型α地贫，这对夫妇怀孕期 间的胎儿因α地贫而流产。这对夫妇再次 怀孕能否生育出正常的后代？若不能请说 明理由；若能请说明理由并说出生育正常后 代的概率： 21.(16分)细胞内多数基因的表达需要调控，基因 表达的调控机制极其复杂。图1是大肠杆菌利 用培养基中葡萄糖和乳糖的情况，图2是大肠 杆菌分解乳糖前合成阝半乳糖苷酶时有关基因 的调控机制。回答下列问题： 100 酸 50 开始利用乳糖 时间/h 图1 阻遏蛋白) (RNA聚合酶】 mRNA 调节基因操纵基因 启动子结构基因 操纵子关闭 阻遏蛋白 乳糖复合物 3半乳糖苷酶 ② RNA聚合酶 mRNA mRNA 调节基因操纵基因 启动子结构基因 操纵子开启 图2 (1)若将某大肠杆菌的DNA双链均用2P标 记，置于只含有31P的环境中复制4次，子 代中含32P的单链与含31P的单链数目之比 为 ;若某基因片段的模板链序列 为5'GGACTGATT-3',则其复制产生的 子链的序列为 (2)分析图1，将一定数量的大肠杆菌接种在仅 含有葡萄糖和乳糖的培养基中，大肠杆菌最 先利用的糖类是 (3)图2中②过程除图示mRNA外，还需要 两种RNA的参与。若某 RNA分子中U:A:C:G=1:2:3:4, 则形成该RNA的DNA片段中碱基比例为 (4)结构基因的表达受到操纵子的调控，当培养 基中的葡萄糖被消耗完毕，只剩下乳糖时， 此时大肠杆菌细胞内的操纵子处于 状态，简述此状态下操纵子对结构 基因的调控过程： 第4章基因的表达 22.(16分)(2025·北京卷)植物的光合 作用效率与叶绿体的发育（形态结构 建成)密切相关。叶绿体发育受基因 的精细调控，以适应环境。科学家对光响应基 因BG在此过程中的作用进行了研究。 (1)实验中发现一株叶绿素含量升高的拟南芥 突变体。经鉴定，其BG基因功能缺失，命 名为bg。图1是使用 观察到的叶 绿体亚显微结构。与野生型相比，可见突变 体基粒(“[”所示)中的 增多。 野生型 突变体bg 图1 (2)已知GK蛋白促进叶绿体发育相关基因的 转录，BG蛋白可以与GK蛋白结合。研究 者构建了GK功能缺失突变体gk(叶绿素 含量降低)及双突变体bggk。对三种突变 体进行观察，发现双突变体的表型与突变体 相同，由此推测BG通过抑制GK 的功能影响叶绿体发育。 (3)为进一步证明BG对GK的抑制作用并探 索其作用机制，将一定浓度的GK蛋白与系 列浓度BG蛋白混合后，再加入GK蛋白靶 基因CAO的启动子DNA片段，反应一段 时间后，经电泳检测DNA所在位置，结果 如图2。分析实验结果可得出BG抑制GK 功能的机制是 BG蛋白 1.42.75.4(数字表示BG蛋白与 GK蛋白 ++GK蛋白的浓度比) CAO启动子片段 与GK蛋白结合的 DNA片段 ←游离的DNA片段 图2 (4)基于突变体bg的表型，从进化与适应的角 度推测光响应基因BG存在的意义： 49第4章单元学能测评 1.A[由题干“人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后，其mRNA 上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U,造成 该位置相应的密码子变为终止密码子UAA”,可知该终止密 码子这里原来是5'-CAA-3',那么其对应的DNA模板链序 列为5-TTG3',B、C、D错误，A正确。] 2.D[tRNA链存在空间折叠，局部双链之间通过碱基对相 连，A错误；反密码子为5′-CAU3'的tRNA只能与密码子 3'-GUA-5'配对，只能携带一种氨基酸，B错误；核糖体读取 到终止密码子时翻译结束，mRNA中终止密码子没有相应 的tRNA结合，C错误；由题知，在密码子第3位的碱基A、 U或C可与反密码子第1位的I配对，这种摆动性增加了反 密码子与密码子识别的灵活性，提高了容错率，有利于保持 物种遗传的稳定性，D正确。] 3.D[云南海拔高紫外光强，紫外光激活的紫外光受体可促 进相关基因表达，增加花青素苷合成，A正确；鲜切花褪色与 花青素苷降解相关，糖类可促进相关基因表达，增加花青素 苷合成，从而延缓褪色，B正确；昼夜温差大时，白天高温促 进光合作用积累糖类，夜间低温减少呼吸消耗，可积累更多 糖类，糖类可促进相关基因表达，从而增加花青素苷的合成， 花青素苷是决定被子植物色彩呈现的主要色素物质，所以 昼夜温差大，有利于呈色，C正确：紫外光受体被激活后，可 促进相关基因表达，增加花青素苷合成，所以紫外光受体基 因表达水平越高，花青素苷合成量应越多，两者应为正相 关，D错误。] 提示 根据题意，花青素苷是决定花色（色彩呈现）的主要色 素物质，花冠中糖类或被紫外光激活的紫外光受体均可促 进相关基因表达，从而增加花青素苷的合成。 4.D[由题意可知，细胞I和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱 基序列相同，但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化，导致仅 细胞I能合成催乳素，说明甲基化可以抑制催乳素合成基因 的转录，A正确；细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成催乳 素，说明氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化，B正确；甲 基化可以遗传，同理，细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成 催乳素，这一特性也可遗传，所以处理后细胞Ⅱ的子代细胞 能合成催乳素，C正确；题中细胞I和细胞Ⅱ两种类型就是 按基因是否甲基化划分的，D错误。] 5.C[因为蛋白W能抑制核基因P和M的转录起始，转录发 生在细胞核中，所以蛋白W在细胞核中发挥调控功能，A正 确；敲除基因W后，就不会有蛋白W抑制核基因P和M的 转录起始，P和M能正常表达，有助于提高水稻抗虫性和产 量，B正确；在基因P缺失突变体水稻中，本身就没有基因 P,因为没有基因P来发挥提高抗虫性的作用，增加基因W 的表达量也无法提高其抗虫性，C错误；转录起始需要RNA 聚合酶识别基因的启动子，蛋白W能抑制核基因P和M转 28 录起始，可能是通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启 动子而发挥作用，D正确。] 6.B[据题图可知，酶F最终可催化青蒿素的形成，而酶G催 化其他产物的形成，故为了较大地提高青蒿素产量，可促进 F基因表达，抑制G基因表达，A正确；酶的特异性不仅取决 于底物，还取决于酶的活性位点的结构和化学性质，虽然酶 F和酶G催化的底物都是FPP,但这并不意味着它们的组成 和结构都相同，故两种酶的组成和结构不一定相同，B错误； ①③都是基因指导蛋白质合成的过程，代表转录和翻译，翻 译时需要mRNA(翻译的模板)、tRNA(转运氨基酸)、rRNA (参与构成核糖体)的参与，C正确；青蒿素的合成涉及多个 基因和酶，说明性状的形成通常是多个基因共同作用的结 果，而不是单一基因决定的，即性状与基因的关系并不都是 一一对应的，D正确] 7.B据题干信息“真核细胞在应激时，mRNA和蛋白质相互 作用形成应激颗粒M,应激解除时会消失”可知，应激颗粒 M参与调控细胞的翻译过程，A错误；相分离形成的高浓度 凝聚体是生物大分子通过弱相互作用在细胞内形成的无膜 结构，其形成和解聚高度动态且可逆，例如真核细胞在应激 时RNA和蛋白质相互作用形成应微颗粒M,应激解除时 会消失，B正确；溶酶体是由单层膜包裹的小泡，内部含有多 种水解酶，这些水解酶通过核糖体合成，而不是通过弱相互 作用形成的高浓度凝聚体，C错误；大肠杆菌为原核生物，只 有核糖体一种细胞器，无中心体，D错误。] 8.B[OsAGO2基因发生突变会导致OsAGO2基因的碱基序 列发生变化，不会引起OsNAC300基因的碱基序列发生变 化，A错误；由题干信息“突变型水稻与野生型水稻相比， OsAGO2基因发生突变，会使叶片合成叶绿素的功能受损从 而诱发叶片早衰。OSAGO2蛋白结合到OsNAC300基因的 启动子部位，诱发DNA甲基化从而抑制了OsNAC.300基因 的表达，OSNAC300蛋白可直接调控衰老基因OsNAP正常 表达，从而使叶片早衰”，可知野生型水稻中的OsAGO2蛋 白高表达，抑制了OsNAC300基因的表达，最终使衰老基因 OsNAP不能正常表达，使叶片不早衰，B正确；OSAGO2蛋 白结合到OsNAC300基因的启动子部位，诱发DNA甲基化 从而抑制了基因转录过程的正常进行，C错误；敲除衰老基 因OsNAP后，不会使叶片合成叶绿素的功能受损，但不一 定可促进叶片合成叶绿素，D错误。] 9.C「一种氨基酸可以对应一个或多个密码子，如G引u可对应 GAG和GAA,A正确；基因E的终止密码子的2个碱基在 182号位的氨基酸上，起始密码子的第一个碱基是第164号 位，基因E的碱基数是182×3一2一163=381，每三个碱基 决定一个密码子，381/3=127，B正确；基因D和E均以该 DNA单链的互补链为模板进行转录，C错误；基因重叠可使 有限的DNA储存更多的遗传信息，D正确。] 10.A[由题图可知，早期pN蛋白和RNA聚合酶结合，使转 录扩展至其他基因区段，说明V是一种抗终止的调节蛋 白，A正确；由早期转录过程可知，N基因和co基因都按 照模板链3'→5'的方向转录，RNA的延伸方向都是5'→ 3',但二者模板链不同，B错误；如果转录始终在t、t2位点 终止，说明转录没有扩展到终止子下游，表明λ噬菌体未侵 染成功，C错误；λ噬菌体的N基因和cro基因的终止子下 游存在多种基因区段，多种基因区段不会只有两种蛋白质 表达，D错误。] 点拔 入噬菌体的N基因和co基因如题图所示，两个基因的 终止子下游存在多种基因区段，结合题图可知，若转录跃迁 过2点，说明侵染成功。 11.A[起始密码子存在于mRNA中，而不是基因的编码区， A错误；重叠基因中的不同基因选择性表达，说明基因的重 叠可能对基因表达具有调控作用，B正确；人类神经纤维病 I型基因内含子中含有3个小基因（由互补链编码），由此 推测重叠基因的转录方向可能不是一致的，C正确；根据题 意，重叠基因里不同的基因共用了相同的序列，这样就增大 了遗传信息储存的容量，因此这是一种充分利用碱基资源 的机制，D正确。] 12.A[RAV1结合CDPK27基因的启动子序列从而影响转 录过程，降低该基因表达，A正确；高表达CDPK27基因植 株中SUS3蛋白更容易被降解，番茄果实甜度低，B错误； 通过编辑CDPK27基因去除其编码蛋白的特定磷酸化位点 可增加大果实甜度，因为其促进SUS3磷酸化效果减弱，C错 误；CDPK27基因与决定番茄果实大小的基因(Fw/fw) 高度连锁，不易交换。不能发生基因重组，不能得到大而甜 的果实，D错误。] 13.D[过程①为转录过程，该过程中，RNA聚合酶可断开氢 键并催化磷酸二酯键的形成，A错误；由题图可知，hnRNA 在一些剪接过程中，保留了部分内含子，B错误；剪接RNA 翻译出的蛋白质种类不完全相同，C错误；同种基因的表达 产物不同，这有助于蛋白质多样性的形成，同时也说明了基 因与性状关系的复杂性，D正确。] 14.A[①为转录过程，②为翻译过程，这两个过程中信息的 流动都需要ATP提供能量，A正确；过程①转录是以FPP 合成酶基因的一条链为模板进行的，而不是两条链，B错 误；由题图可知，SQS基因表达会使FPP形成其他萜类化 合物，从而减少了青蒿素的合成原料，所以抑制SQS基因 表达才是提高青蒿素产量的有效途径之一，C错误；该过程 中基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制 生物体的性状，而不是通过控制蛋白质的结构直接控制生 物体的性状，D错误。] 15.D[由题图可知，冷藏会抑制DNA脱甲基酶(DML2)的合 成，导致易挥发基因启动子的DNA甲基化水平提高，使其 表达沉默，进而获得缺少风味的番茄，所以促进DNA脱甲 基酶(DML2)的合成，会使易挥发基因甲基化水平降低，A 错误；启动子不被转录，因此易挥发基因转录出的RNA 中不含有启动子区域序列的互补序列，B错误；DNA甲基 化千扰了PoⅡ与启动子的结合从而抑制基因转录，并非直 接抑制翻译，C错误；DNA甲基化属于表观遗传，表观遗传 可遗传给后代，易挥发基因的甲基化修饰能通过番茄的有 性生殖遗传给下一代，D正确。] 16.B[敲除染色体上METTL8基因，会使ETTL8蛋白不 能合成，进而影响线粒体中mt-tRNAThE的甲基化修饰，导 致神经干细胞线粒体内的翻译及呼吸过程受阻。这体现的 是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物 性状，并非直接控制蛋白质结构，A错误。根据题意，神经 干细胞线粒体内的METTL8蛋白能催化线粒体DNA控 制合成的mt-tRNAThr发生甲基化修饰，进而使其发挥正确 功能，即携带氨基酸到达核糖体参与遗传信息的翻译过程， B正确。ETTL8基因位于染色体上，属于核基因，C错 误。药物P能增强METTL8基因的表达，使神经干细胞 线粒体内的翻译及呼吸过程正常进行，从而抑制神经干细 胞加速分化，维持神经干细胞的数目，而不是促进神经干细 胞的分裂来增加其数目，D错误。] 17.A[基因沉默是指相关基因无法表达，而CRISPRon能逆 转基因沉默，即有助于基因与RNA聚合酶结合以恢复表 达，A正确；蛋白质分子一般不含碱基，因此组蛋白与DNA 分子间不能通过碱基互补配对结合，B错误；组蛋白发生修 饰影响基因表达也属于表观遗传，C错误；CRISPRoff没有 改变基因碱基序列，D错误。] 18.B[检测B珠蛋白RNA的含量作为对照，可排除实验中 细胞自身其他因素等无关变量对基因表达检测的影响， A正确；观察实验结果可知，引入增强子后，人珠蛋白基 因全部甲基化时也没有恢复表达，B错误；CG甲基化后与 MeCPl蛋白结合会招募阻遏物影响基因表达，即CpG与 MCP1蛋白结合能力越强，基因表达强度越弱，二者呈负 相关，C正确；增强子通过与BRD4蛋白结合增强基因启动 子活性，提高BRD4蛋白活性可促进其与增强子结合，进而 促进相关基因表达，D正确。] 19.(1)RNA;下降。(2)HERVK DNA;炎症细胞因子。 (3)HERVK病毒颗粒；病毒颗粒数与衰老细胞数呈正相 关，能反映机体中衰老细胞的数量，可以量化衰老程度，而 炎症细胞因子在机体内存在其他炎症时也会大量产生，其 数量不仅仅与细胞衰老相关。 [(1)HERVK属于逆转录病毒，其遗传物质是RNA。随着 细胞衰老，HERVK DNA的甲基化修饰水平降低，导致其 转录活性增强，合成相应的RNA和蛋白质，并组装成病毒 颗粒，从而“复活”。(2)逆转录酶抑制剂可以抑制HERVK RNA逆转录为DNA的过程，从而减少HERVK DNA和 炎症细胞因子，进而缓解细胞衰老的相关表型。(3)选择血 浆中HERVK病毒颗粒作为对个体衰老程度进行量化评 估的观测指标，理由是：一方面，该颗粒与衰老细胞数呈正 相关，可反映衰老细胞数量，量化衰老程度；另一方面，炎症 29 细胞因子量会受到其他因素影响，如机体感染其他病毒等 发生炎症时会产生大量炎症细胞因子，其数量不一定反映 衰老程度。] 20.(1)4;不同时期表达基因的种类和活性。（2)β型地中海 贫血症；患者的B肽链合成减少，α链和B结合后，多余的α 链能和更多的δ链结合，从而形成更多的HbA2。(3)能， 因为该夫妇能生育流产儿，两个夫妇的2个α珠蛋白基因 都在一条染色体上，因此能生育含4个α珠蛋白基因的正 常后代，且概率为1/4。 [(1)结合题图分析可知，细胞中的一条16号染色体上含有 2个HBA基因，体细胞中含有2条16号染色体，因此婴儿 的正常体细胞中含有4个HBA基因；人的不同生长发育 时期血红蛋白的种类和比例不同主要与不同时期表达基因 的种类和活性不同有关。(2)某地中海贫血症患者的HbA1 的含量显著低于正常值，HbA1由2条a链和2条B链组 成，HbA2的含量高于正常值，HbA2由2条a链和2条6 链组成，HbF在正常值范围，HbF由2条α链和2条Y链 组成，三种珠蛋白肽链均含α链，说明该患者的α链合成是 正常的，则HbA1的含量显著低于正常值的原因是3链合 成缺陷(3型地中海贫血症)，导致β链减少，细胞中α链与 3链结合后，多余的α链能与更多的合链结合，从而形成更 多的HbA2。(3)据题意可知，正常个体一条16号染色体 上含有2个a珠蛋白基因，则一对16号染色体上含4个α 珠蛋白基因。某对夫妇都是中型α地中海贫血，因此这对 夫妇都含有2个正常的α珠蛋白基因，该夫妇能生育流产 胎儿（子代不含正常α基因），因此两个夫妇的2个α珠蛋 白基因都在一条染色体上，均产生含有2个正常的α珠蛋 白基因或不含正常的α珠蛋白基因的配子，且比例为1：1， 因此这对夫妇再次怀孕能生育正常的后代，且生育后代正 常的概率是1/2×1/2=1/4.] 分析分 α肽链合成障碍所引起的疾病称为人类α型地中海贫 血症（简称α地贫），说明基因通过控制蛋白质的结构而直 接控制性状；控制α珠蛋白链的基因位于第16号染色体 上，α肽链的合成由第16对染色体上的4个a珠蛋白基因 共同控制。 21.(1)1：15;5-AATCAGTCC-3'。(2)葡萄糖。(3)tRNA 和rRNA;T:A:C:G=3:3:7:7。(4)开启；只有乳 糖时，乳糖与阻遏蛋白结合成阻遏蛋白-乳糖复合物，阻遏 蛋白不能与操纵基因结合，RNA聚合酶识别并与启动子结 合，结构基因表达出B-半乳糖苷酶（合理即可）。 [(1)一个双链均被32P标记的DNA分子，将其置于只含 有31P的环境中复制4次共得到16个DNA分子(32条单 链)，根据DNA半保留复制特点，子代中含P的单链有 2条，含31P的单链数目为30条，因此含32P的单链与含31P 的单链数目之比为1：15；某基因片段的模板链序列为 5'-GGACTGATT-3',则根据碱基互补配对原则及DNA分 30 子反向平行特点可知，其复制产生的子链的序列为 5'-AATCAGTCC-3'。(2)葡萄糖是单糖，可直接被细胞吸 收利用，故将一定数量的大肠杆菌接种在仅含有葡萄糖和乳 糖的培养基中，大肠杆菌最先利用的糖类是葡萄糖。(3)题 图2中②（翻译）过程除题图所示mRNA外，还需要tRNA (转运氨基酸)和rRNA(参与构成核糖体)两种RNA的参 与：转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，遵 循碱基互补配对原则，若某RNA分子中U:A:C:G= 1:2:3:4,则形成该RNA的DNA模板链中A:T:G: C=1:2:3:4,另一条链中T:A:C：G=1:2:3:4, 则DNA片段中碱基比例为T:A:C:G=3：3：7：7。 (4)结合题图2可知，当培养基中的葡萄糖被消耗完毕，只 剩下乳糖时，此时大肠杆菌细胞内的操纵子处于开启状态， 此时操纵子对结构基因的调控过程为：只有乳糖时，乳糖与 阻遏蛋白结合成阻遏蛋白乳糖复合物，阻遏蛋白不能与操 纵基因结合，RNA聚合酶识别并与启动子结合，结构基因 表达出β-半乳糖苷酶。] 22.(1)电子显微镜；类囊体。(2)gk。(3)BG通过与CAO 启动子DNA片段竞争结合GK蛋白，从而抑制GK与 CAO启动子DNA片段的结合。(4)使植物能够更好地 响应光信号，调节自身生理过程，以适应不同光照环境，提 高生存和繁殖能力。 [(1)观察叶绿体亚显微结构需要使用电子显微镜，因为光 学显微镜的分辨率有限，无法观察到叶绿体内部的精细结 构，而电子显微镜能够提供更高的分辨率，从而清晰地看到 叶绿体的亚显微结构。基粒是由类囊体堆叠而成的结构。 与野生型相比，突变体叶绿素含量升高，且BG基因功能缺 失，观察可知突变体基粒中的类囊体增多。因为叶绿素主 要分布在类囊体薄膜上，类囊体增多可能是导致叶绿素含 量升高的原因之一。(2)已知GK蛋白促进叶绿体发育相 关基因的转录，BG蛋白可以与GK蛋白结合。GK功能缺 失突变体gk叶绿素含量降低，若BG通过抑制GK的功能 影响叶绿体发育，那么双突变体bggk中，由于GK本身功 能缺失，BG也无法发挥抑制GK的作用，此时双突变体的 表型应该与gk突变体相同。(3)观察题图2可知，随着BG 蛋白与GK蛋白浓度比的增大，与GK蛋白结合的DNA片 段逐渐减少，游离DNA片段逐渐增多。这表明BG蛋白的 存在阻碍了GK蛋白与CAO启动子DNA片段的结合。因 为GK蛋白要发挥功能，需要与靶基因CAO的启动子 DNA片段结合来调控基因表达，而BG蛋白浓度越高，这 种结合就越少。所以，BG抑制GK功能的机制是BG通过 与CAO启动子DNA片段竞争结合GK蛋白，从而抑制 GK与CAO启动子DNA片段的结合。(4)从进化与适应 的角度来看，生物体内的基因存在必然是对生物的生存和 繁衍有积极意义的。突变体bg由于缺乏光响应基因BG, 其表型可能在某些环境条件下不利于生存。而正常存在光 响应基因BG时，植物可以通过BG对光信号作出响应，从而 更好地调节自身的生理过程，例如，在光照过强时，BG基因 表达产物可能通过抑制GK功能，调节相关基因表达，避免 植物因光照过强而受到伤害；在光照较弱时，可能通过调节 使植物更好地利用有限的光能进行光合作用等。这使得植 物在不同的光照环境中能够更有效地进行光合作用，获取能 量，提高自身的生存和繁殖能力，以适应复杂多变的环境。] 第5章基因突变及其他变异 第1节基因突变和基因重组 基础过关练 1.B[基因控制蛋白质的合成，基因突变是指DNA分子中碱 基对的增添、替换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。」 2.C[转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原 则合成RNA的过程，由于起始密码子是AUG,故①链是转 录的模板链，转录时模板链读取的方向是3'→5'，即左侧是 RNA链合成的方向是5'→3'4 3'-端，右侧是5′-端，A错误；在①链5~6号碱基间插入一个 碱基G,将会导致终止密码子提前出现，故合成的肽链变短， B错误；若在①链1号碱基前插入一个碱基G,在起始密码 子之前加了一个碱基，不影响起始密码子和终止密码子之间 的序列，故合成的肽链不变，C正确；由于密码子的简并性， 故碱基序列不同的RNA翻译得到的肽链也可能相同， D错误。J 3.C[CGG重复次数发生在不编码蛋白质的区域，因此CGG 重复次数的多态性不影响FMR1编码多肽链的长度，A错 误；脆性X综合征由X染色体上的FMR1基因突变所致，因 此女性的前突变来自父亲或母亲，以后可能传递给她的儿子 或女儿，男性的前突变来自母亲，以后只能传递给他的女儿， B错误，C正确；女性的前突变传递给下一代时，重复次数增 加，可生出全突变的孩子，但是女性前突变传递给下一代时 重复次数增加的具体数值未知，因此不能通过检测前突变女 性的CGG重复次数来椎断后代是否患病，D错误。] 综合提能练 1.B[假设X染色体上的显性致病基因为A,非致病基因为 a,若父亲的初级精母细胞在减数分裂I四分体时期，X染色 体上含显性致病基因的片段和Y染色体片段互换，导致Y 染色体上有显性致病基因，从而生出基因型为XYA的患病 男孩，A不符合题意；若父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ 后期是姐妹染色单体未分离，则会形成基因型为XAXA或 YY的精子，从而生出基因型为XYY的不患病男孩，B符合 题意；因为基因突变是不定向的，母亲的卵细胞形成时 SHOX基因可能已经突变成显性致病基因，从而生出基因 型为XAY的患病男孩，C不符合题意；若SHOX基因突变 成显性致病基因发生在男孩胚胎发育早期，从而生出基因型 为XAY的患病男孩，D不符合题意。] 2.CD[根据题表分析，纯合抗虫水稻亲本6个位点都是A/A, 纯合易感水稻亲本6个位点都是G/G,抗虫水稻1的位点1 和2都变成了G/G,交换只会导致同源染色体的两条染色体 中一个位点碱基变化，易感水稻1的位点1变为A/G,则抗 虫水稻1位点2~3之间未发生交换，易感水稻1~2之间可 能发生过交换，A、B错误；由题表分析可知，抗虫水稻在位点 3~5中都至少有一条DNA有A一T碱基对，所以抗虫基因 可能位于2~6之间，或者说与位点3、4、5有关，C、D正确。] 3.(1)糖蛋白；大。(2)骨细胞的线粒体可通过纳米管转移到 肺癌细胞中。(3)不支持。理由：野生型小鼠的肺癌细胞 中转移的线粒体多于Rho1基因敲除小鼠，但耗氧速率更 低，说明转移的线粒体并未通过有氧呼吸为癌细胞提供更多 的能量。(4)①转入骨细胞线粒体且敲除cGAS基因的肺 癌细胞。②信号（或信息）。 [(1)癌细胞间黏着性低是因为细胞膜上的糖蛋白等物质减 少。将肺癌细胞注射到两组小鼠胫骨中，骨细胞消亡小鼠的 肿瘤体积增大，这说明骨细胞可抑制转移性癌细胞的生长。 (2)观察题图1右图可知，肺癌细胞中含有被绿色荧光标记 的线粒体，说明骨细胞中的线粒体能够通过纳米管转移到肺 癌细胞中。(3)该结果不支持转移的线粒体为肺癌细胞提供 了更多的能量。理由：野生型小鼠的肺癌细胞中转移的线粒 体多于Rhot1基因敲除小鼠，但耗氧速率更低，说明转移的 线粒体并未通过有氧呼吸为癌细胞提供更多的能量。 (4)①为了验证转移的线粒体通过cGAS蛋白增强免疫反 应，最终抑制肿瘤生长，实验的自变量为肺癌细胞中是否有 骨细胞的线粒体以及cGAS蛋白的有无，故结合题图2可 知，组3处应为“转入骨细胞线粒体且敲除GAS基因的肺 癌细胞”。②上述实验丰富了我们对线粒体功能的认识，除 了可为细胞提供能量外，线粒体还通过转移实现在细胞间 (题中的肺癌细胞和骨细胞之间)传递信号（免疫相关信号 等)的功能。] 4.(1)基因重组；粒长。(2)使品系C和象牙香占的优良性状 集中在后代中；杂合子。(3)①无香型抗病：香型感病= 3:1或无香型感病：无香型抗病：香型抗病=1：2：1。 ②无香型抗病：无香型感病：香型抗病：香型感病=9：3： 3：1。 [(1)分子标记为一段可被检测的DNA序列，与相应的目的 基因位于同一条染色体上。若一直使用同一分子标记，则可 能因为在杂交过程中目的基因发生基因重组导致检测到分 子标记但其所在的染色体上已没有目的基因，因此在不同后 代中交替使用2个不同的分子标记对GW?基因进行选择， 31