内容正文:
第8周·周末作业 “基因与性状的关系及表观遗传现象”强化练
一、选择题
1.基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用。这种相互作用形成了一个错综复杂的网络,精确地调控着生物体的性状。下列关于基因、性状与环境关系的叙述,错误的是 ( )
A.生物体中,一个基因决定一种性状,一种性状由一个基因决定
B.某人眼睛高度近视,可能是基因和环境因素共同作用的结果
C.同一株水毛茛的叶在空气和水中的形态不同,但它们的基因型相同
D.无光条件下韭菜叶长成黄白色的韭黄,该种差异属于不可遗传变异
2.下列关于表观遗传的说法,错误的是 ( )
A.表观遗传现象与外界环境关系密切
B.表观遗传的分子生物学基础是DNA的甲基化等
C.表观遗传现象在生物体的生长发育过程中普遍存在
D.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
3.Ghd7基因位于水稻第7号染色体上,其不仅参与了开花的调控,还在调控水稻的抽穗期、籽粒数、植株高度等方面发挥着关键作用。据此分析,该材料可以体现基因与性状之间的关系是 ( )
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.生物体的性状不仅是由基因控制的,还受到环境的影响
C.基因与性状不是一一对应的关系,一个基因可以影响多个性状
D.基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
4.中心法则的全部内容包括:①DNA复制、②RNA复制、③转录、④逆转录、⑤翻译5个过程。下列相关叙述错误的是 ( )
A.④是指遗传信息由RNA→DNA→蛋白质的过程
B.①是指细胞核中遗传信息由DNA→DNA的传递
C.基因可通过③⑤控制蛋白质的结构直接控制生物性状
D.5个过程都需核苷酸链作模板、碱基互补配对原则作保证
5.牵牛花的颜色主要是由花青素决定的。花青素的合成途径与颜色变化过程如图所示,下列分析正确的是 ( )
A.牵牛花的颜色受多个基因控制,其遗传遵循自由组合定律
B.若图中基因P表达,则前提是基因M和N也能表达
C.图中基因通过控制酶的合成直接控制牵牛花的性状
D.两株牵牛花的基因型完全相同,其花色也可能不同
6.miRNA是一种小分子RNA,某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质(W蛋白)的合成。如图为某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图,下列叙述正确的是 ( )
A.miRNA基因转录时,RNA聚合酶与该基因上的起始密码子相结合
B.W基因转录形成的一分子mRNA中有一个游离磷酸,其他磷酸均与两个核糖相连
C.miRNA翻译过程需tRNA参与,tRNA由三个碱基构成
D.miRNA抑制W蛋白的合成是通过直接与W基因的mRNA结合
7.circRNA是真核细胞基因转录中剪切形成的封闭环形RNA分子。circRNA上包含若干miRNA结合位点,可竞争性干扰细胞内miRNA与mRNA间的结合过程,进而削弱miRNA对靶蛋白翻译的抑制作用。circRNA还可以与某些蛋白质结合并抑制其功能,如circRNA能与CDK2(细胞分裂蛋白激酶2,能促进细胞分裂)结合形成复合体。下列叙述错误的是 ( )
A.circRNA中每个单体均通过磷酸二酯键与相邻两个单体进行连接
B.真核细胞内circRNA和miRNA对mRNA翻译成蛋白质的调控方向可能不同
C.circRNA与miRNA结合时的碱基互补配对方式与基因转录过程相同
D.真核细胞中利用circRNA与CDK2形成复合体可减缓细胞分裂进程
8.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,下列相关说法错误的是 ( )
A.图中显示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
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
9.阿尔茨海默病(AD)与脑组织中LOX基因的过量表达有关。研究证实,DNA甲基化参与LOX基因的表达调控,LOX基因在甲基化前后的表达水平如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.LOX基因的甲基化属于表观遗传
B.DNA甲基化会改变LOX基因的碱基序列
C.DNA甲基化会促进LOX基因的表达
D.在AD患者的脑组织中,LOX基因的甲基化程度升高
二、非选择题
10.小鼠体内的胰岛素样生长因子2(IGF⁃2)由11号染色体上的Igf⁃2基因控制合成。Igf⁃2基因存在A、a两种形式,其中A基因促进小鼠生长,突变为a基因后无此功能,产生矮小型小鼠。IGF⁃2蛋白的合成过程见图1。A和a基因在雄配子形成时会去甲基化,而在雌配子形成时会重建甲基化,从而出现同一个基因由于亲本来源不同而表达出现稳定差异的遗传现象,这种现象叫作基因印记。过程如图2所示。回答下列问题:
(1)Igf⁃2基因发生甲基化,这种现象属于 ,与基因突变相比,其不同点是 。
(2)DNA甲基化抑制图1中的 过程(填序号),图中核糖体的移动方向是 (选填字母:A.从左到右 B.从右到左)
(3)若A基因的部分序列为5'⁃GTTATCAATTTG⁃3',对应的氨基酸序列为“缬氨酸—异亮氨酸—天冬氨酸—亮氨酸”,突变为a基因后的相应序列变为5'⁃GTTACCAATTTG⁃3',此时表达的蛋白质出现的氨基酸变化是 (苏氨酸:ACA、ACC;天冬氨酸:AAU、GAU、AAC;异亮氨酸:AUC、AUU;亮氨酸:UUG;缬氨酸:GUU),矮小型小鼠的产生体现了基因与性状的关系是 。
(4)若想验证雌配子形成过程中A基因重建甲基化,现有小鼠若干:纯合正常型雌鼠a;杂合矮小型雌鼠b;纯合矮小型雌鼠c;纯合正常型雄鼠d;纯合矮小型雄鼠e。请选择一个杂交组合,并写出预期结果:
杂交组合: (填字母);
预期结果:
。
第8周·周末作业
1.选A 生物体中,一个基因可能决定多种性状,一种性状可能由多个基因决定,A错误;某人眼睛高度近视,可能是基因和环境因素共同作用的结果,B正确;同一株水毛茛的叶在不同条件下形态不同,是环境作用的结果,其基因型相同,C正确;在无光条件下,韭菜变为韭黄,是由环境引起的变异,遗传物质未改变,不能遗传给后代,为不可遗传变异,D正确。
2.选D 表观遗传现象受外界环境(如营养、温度等)影响,通过调控基因表达发挥作用,A正确;表观遗传的分子基础包括DNA甲基化、组蛋白修饰等,这些修饰不改变DNA碱基序列但影响基因表达,B正确;表观遗传在生物体的生长、发育和衰老的整个生命过程中普遍存在,C正确;表观遗传的表型变化是通过影响基因表达引起的,而非DNA碱基序列改变,D错误。
3.选C Ghd7基因同时影响水稻的抽穗期、籽粒数、植株高度等不同性状,说明一个基因可影响多个性状,符合“基因与性状并非一一对应”的结论,C符合题意。
4.选B ④是指遗传信息由RNA→DNA的过程,A正确;①是指遗传信息由DNA→DNA的传递,不一定发生在细胞核中,B错误;基因可通过③⑤控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,也可通过控制酶的合成来控制代谢过程,间接控制生物性状,C正确;5个过程都需核苷酸链作模板、碱基互补配对原则作保证,D正确。
5.选D 牵牛花的颜色受多个基因的控制,但不知这些基因的位置,不能确定其遗传符合自由组合定律,A错误;基因M、N表达与否,不影响基因P的表达,B错误;由图可知,基因可以通过控制酶的合成来控制代谢,从而间接控制生物性状,C错误;性状受基因和环境共同控制,两株牵牛花的基因型完全相同,在不同pH条件下其花色也可能不同,D正确。
6.选B miRNA基因转录时,RNA聚合酶与该基因上的启动子相结合,A错误;mRNA为单链,其5'端有一个游离的磷酸,只与一个核糖相连,其他磷酸均与两个核糖相连,B正确;tRNA由多个碱基构成,只是特定位置的相邻的三个碱基叫反密码子,C错误;miRNA抑制W蛋白的合成是通过形成miRNA⁃蛋白质复合物与W基因的mRNA结合,D错误。
7.选C circRNA为环状RNA,其中每个核糖核苷酸均通过磷酸二酯键与相邻两个核糖核苷酸连接,A正确;真核细胞内miRNA抑制mRNA翻译成蛋白质,而circRNA能削弱miRNA对靶蛋白翻译的抑制作用,推测二者对mRNA翻译成蛋白质的调控方向可能不同,B正确;circRNA与miRNA结合时的碱基互补配对方式为A—U、U—A、C—G、G—C,而转录过程中碱基互补配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C,故两者不完全相同,C错误;由题意可知,circRNA可结合并抑制CDK2的功能,CDK2能促进细胞分裂,由此推测真核细胞中利用circRNA与CDK2形成复合体可减缓细胞分裂进程,D正确。
8.选B 图中显示了淀粉分支酶基因通过控制淀粉分支酶的合成来控制蔗糖转化为淀粉的过程,从而控制豌豆的圆粒与皱粒,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,从而使淀粉的含量下降,B错误;皱粒种子中不能合成淀粉分支酶,蔗糖不能转化为淀粉,蔗糖含量相对更高,味道更甜美,C正确;①转录过程中碱基互补配对方式有A—U、T—A、C—G、G—C,②翻译过程中碱基互补配对方式有A—U、U—A、C—G、G—C,故两过程中碱基互补配对的方式有差异,D正确。
9.选A DNA甲基化不改变基因的碱基序列,但影响表达,属于表观遗传,A正确,B错误;由图可知,LOX基因甲基化时表达水平降低,故DNA甲基化抑制其表达,C错误;AD与LOX过量表达有关,而甲基化抑制表达,故AD患者脑组织中LOX基因甲基化程度降低,D错误。
10.解析:(1)Igf⁃2基因发生甲基化属于表观遗传。基因突变是基因中碱基的增添、缺失或替换,会改变基因的碱基序列,而表观遗传中的甲基化不改变基因的碱基序列。
(2)图1中①是转录过程,②是翻译过程,DNA甲基化抑制转录过程。根据图1中核糖体上肽链的长短判断,肽链长的翻译在前,肽链短的翻译在后,所以核糖体的移动方向是从左到右。
(3)A基因部分序列为5'⁃GTTATCAATTTG⁃3',对应的氨基酸序列为“缬氨酸—异亮氨酸—天冬酰胺—亮氨酸”,结合各氨基酸的密码子可知,转录的模板链为所给序列的互补链,其互补链(模板链)为3'⁃CAATAGTTAAAC⁃5',转录形成的mRNA序列为5'⁃GUUAUCAAUUUG⁃3';突变后a基因相应序列5'⁃GTTACCAATTTG⁃3',相应的模板链转录形成的mRNA序列为5'⁃GUUACCAAUUUG⁃3',此时异亮氨酸(AUC)变成苏氨酸(ACC)。A基因突变为a基因后失去功能,导致产生矮小型鼠,说明基因通过控制蛋白质的结构直接影响了生物的性状。
(4)为验证雌配子形成过程中A基因重建甲基化,可以选择纯合正常型雌鼠a(基因型为AA)与纯合矮小型雄鼠e(基因型为aa)杂交。预期结果:因为纯合正常雌鼠a产生的配子中A基因重建甲基化而不表达,纯合矮小雄鼠e只产生含a基因的配子,所以后代表型均为矮小型。
答案:(1)表观遗传 基因的碱基序列保持不变 (2)① A (3)由异亮氨酸变为苏氨酸 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状 (4)a、e 后代表型均为矮小型
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