2027届高考生物一轮复习练习 第23讲　基因表达和性状的关系

**基本信息** 聚焦基因表达与性状关系，以基础概念辨析与综合应用为核心，构建从分子机制到表型调控的逻辑体系，强化生命观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基因与性状关系|3题（囊性纤维病/黑色素合成）|结合病例与代谢途径，考查直接/间接控制方式|从蛋白质功能异常切入，推导基因→蛋白质→性状的因果链| |表观遗传与调控|4题（甲基化/乙酰化）|以分子机制为情境，辨析修饰对转录的影响|通过MeCP2/TET酶等实例，构建表观修饰→染色质状态→基因表达的调控模型| |细胞分化与综合应用|3题（mRNA检测/三体侏儒鼠）|图表分析与遗传规律结合，考查跨模块整合能力|从细胞特异性表达延伸至表观遗传与经典遗传的交叉应用|

第23讲　基因表达和性状的关系 (单项选择题每小题2分,多项选择题每小题3分) 必备知识基础练 考点一　基因与性状的关系 1.囊性纤维病由编码细胞膜上CFTR蛋白(主动转运氯离子的载体蛋白)的基因发生突变引起,该突变使得CFTR蛋白在第508位缺少了苯丙氨酸,进而导致氯离子运输障碍,使得氯离子在细胞内积累。下列有关该病的叙述不正确的是(　　) A.该病例说明了基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状 B.CFTR蛋白缺少了苯丙氨酸说明编码的基因可能发生了碱基对的缺失 C.编码CFTR蛋白的基因存在多种突变形式,体现了基因突变的随机性 D.氯离子在细胞内积累会导致细胞内液渗透压上升,致使细胞排出水分子受阻 2.如图表示人体内基因对性状的控制,下列叙述错误的是(　　) A.①过程需要解旋酶的催化,②过程需要tRNA的协助 B.基因1和基因2可出现在人体的同一个细胞中 C.④⑤过程形成的结果存在差异的根本原因是发生了碱基的替换 D.图中过程体现了基因控制生物体性状的直接途径和间接途径 3.小鼠体内的黑色素由B基因控制合成,而A+基因可以通过调控抑制黑色素的合成,使小鼠表现出黄色,具体过程如图所示。A+基因还会发生不同程度的甲基化修饰,从而失去部分调控作用,导致小鼠毛色出现了介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。下列分析正确的是(　　) A.B基因通过控制蛋白质的结构直接控制黑色素的合成 B.A+基因甲基化后,由于基因碱基序列改变导致毛色发生变化 C.同时含有A+基因和B基因的小鼠可能表现出不同的毛色 D.图中实例说明基因与性状的关系是简单的一一对应关系 考点二　基因的选择性表达与细胞分化、表观遗传 4.胞嘧啶甲基化后的DNA能够结合MeCP2等蛋白质,影响基因的表达。TET酶能向甲基胞嘧啶上添加羟基形成5-羟甲基胞嘧啶,MeCP2蛋白不能再与之结合,含5-羟甲基胞嘧啶的基因被当作未甲基化的基因进行阅读。下列相关叙述错误的是(　　) A.真核细胞中MeCP2的合成需要细胞核和细胞质协同完成 B.MeCP2等能阻止RNA聚合酶与启动子的结合 C.TET酶能提高胞嘧啶甲基化基因的表达水平 D.MeCP2不能结合到MeCP2基因上抑制其表达 5.组蛋白乙酰化可破坏染色质中组蛋白和DNA之间的紧密结合。下列相关叙述正确的是(　　) A.组蛋白乙酰化程度与基因转录活性呈负相关 B.组蛋白去乙酰化酶抑制剂可用于抑制肿瘤生长 C.组蛋白去乙酰化酶在启动子上的富集通常与转录激活有关 D.组蛋白乙酰化是原核生物中一种重要的蛋白质翻译后修饰方式 6.下列关于基因表达调控的叙述,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 7.下图表示NAT10蛋白介导的mRNA乙酰化修饰参与癌症进展的机制,相关叙述错误的是(　　) A.与过程①相比,过程③特有的碱基互补配对方式是U—A B.在肿瘤组织中NAT10蛋白的表达水平与COL5A1蛋白的表达水平呈负相关 C.过程②中的mRNA乙酰化修饰,可以提高mRNA的稳定性 D.靶向干预NAT10蛋白介导的mRNA乙酰化修饰,可抑制癌细胞转移 关键能力突破练 8.科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞(有细胞核)和肌肉细胞,对这3种细胞中的mRNA进行了检测,结果如下表所示,下列叙述正确的是(　　) 检测的 3种细胞 呼吸酶 mRNA 卵清蛋白 mRNA 珠蛋白 mRNA 肌动蛋白 mRNA 输卵管细胞 + + 红细胞 + + 肌肉细胞 + + 注:“+”表示检测发现相应的分子,“-”表示检测未发现相应的分子。 A.题干所述的mRNA都是在细胞质中形成的 B.这三种细胞中形成的蛋白质完全不同 C.细胞核中1个DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子 D.mRNA中的碱基改变一定会导致所编码氨基酸的改变 9.表观遗传的发现说明中心法则只包括了传统意义上的遗传信息传递,还有大量隐藏在DNA序列之外的遗传信息。如图表示三种表观遗传调控途径,下列叙述正确的是(　　) A.转录启动区域甲基化后可能导致DNA聚合酶无法与其识别并结合 B.同一基因在不同细胞中的组蛋白与DNA的结合程度应大致相同 C.RNA干扰过程有氢键的形成,也有磷酸二酯键的断裂 D.图中3种途径以不同方式影响转录过程,从而调控相应基因的表达 10.(多选)蛋白质X是某种小鼠正常发育所必需的物质,缺乏则表现为侏儒鼠。小鼠体内的A基因能控制该蛋白质的合成,a基因则不能。A基因的表达受P序列(一段DNA序列)的调控,如下图所示。P序列在形成精子时发生去甲基化,进入受精卵后A基因能正常表达;形成卵细胞时在甲基化酶的参与下发生甲基化,进入受精卵后A基因不能表达。下列相关叙述错误的有(　　) A.DNA甲基化引起表观遗传现象主要是通过影响遗传信息翻译过程实现的 B.降低发育中的侏儒鼠甲基化酶的活性,侏儒症状不一定都能缓解 C.基因型为Aa的雌雄鼠交配,子代小鼠中正常鼠∶侏儒鼠的比例为3∶1 D.基因型为AAa的三体侏儒鼠,A基因一定来自母本 参考答案 1.C　解析 编码CFTR蛋白的基因存在多种突变形式,体现了基因突变的不定向性,C项错误。 2.A　解析 ①过程为转录,RNA聚合酶具有使DNA双链解旋的功能,不需要解旋酶,A项错误。 3.C　解析 B基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制黑色素的合成,A项错误;A+基因发生甲基化修饰后,基因碱基序列并未发生改变,而是由于基因表达受到了调控,导致毛色发生变化,B项错误;A+基因发生不同程度的甲基化修饰后,表达的程度可能不同,从而失去部分调控作用而表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡毛色,C项正确;由图中信息可知,黑色素至少受A+基因和B基因控制,所以基因与性状的关系并不是简单的一一对应关系,D项错误。 4.D　解析 结合题意分析,胞嘧啶甲基化后的DNA能够结合MeCP2等蛋白质,MeCP2基因若发生胞嘧啶甲基化,也可被MeCP2结合而抑制表达,D项错误。 5.B　解析 转录需要解旋,组蛋白乙酰化可破坏染色质中组蛋白和DNA之间的紧密结合,所以组蛋白乙酰化程度与基因转录活性呈正相关,A项错误;组蛋白乙酰化会导致染色质处于疏松状态,组蛋白去乙酰化酶会导致染色质处于紧密状态,则组蛋白去乙酰化酶抑制剂最终导致染色质处于疏松状态,有利于抑癌基因转录过程的进行,进而促进抑癌基因的表达,故可用于抑制肿瘤的生长,B项正确;组蛋白去乙酰化酶的富集使染色质中组蛋白和DNA保持紧密结合的状态,而转录需要解旋,所以组蛋白去乙酰化酶在启动子上的富集通常与转录活动被抑制有关,C项错误;组蛋白乙酰化可破坏染色质中组蛋白和DNA之间的紧密结合,但原核生物中无染色质,D项错误。 6.C　解析 DNA甲基化不会改变互补碱基之间的氢键数目和配对方式,A项错误。构成染色体的组蛋白若发生乙酰化或甲基化修饰不一定都能激活相应基因表达,B项错误。蜂王由受精卵发育而来,而雄蜂由卵细胞发育而来,它们在形态结构和行为等方面的不同与它们的遗传物质不同有关,D项错误。 7.B　解析 据图分析①是转录过程,②是mRNA乙酰化修饰,③是翻译过程,与过程①转录相比,过程③翻译是RNA与RNA进行配对,特有的碱基互补配对方式为U—A,A项正确;在NAT10蛋白介导下,被乙酰化修饰的COL5A1基因转录形成的mRNA可以通过翻译形成COL5A1蛋白,而未被修饰的COL5A1基因转录形成的mRNA会被降解,而且COL5A1蛋白促进了胃癌细胞的转移,因此发生转移的胃癌患者体内,NAT10蛋白和COL5A1蛋白水平均较高,即NAT10蛋白的表达水平与COL5A1蛋白的表达水平呈正相关,B项错误;图中过程②中COL5A1基因转录形成的mRNA被乙酰化修饰,修饰的mRNA不易被降解,可以提高mRNA的稳定性,C项正确;靶向干预NAT10蛋白介导的mRNA乙酰化修饰,将会减少COL5A1蛋白的合成,同时利于COL5A1基因转录形成的mRNA的降解,可抑制癌细胞转移,D项正确。 8.C　解析 mRNA通过转录形成,题干所述的mRNA形成场所是细胞核,A项错误;由表格可知,三种细胞中都含有呼吸酶mRNA,说明三种细胞都能合成呼吸酶,即三种细胞中有相同的蛋白质,B项错误;基因通常是有遗传效应的DNA片段,一个DNA上有多个基因,可以转录出多种RNA,C项正确;由于密码子的简并,mRNA中的碱基改变不一定会导致所编码氨基酸的改变,D项错误。 9.C　解析 由图可知,转录启动区域甲基化会使基因不表达,而干扰RNA聚合酶与启动子结合,影响的是转录过程,DNA聚合酶是DNA复制过程所需的酶,A项错误;不同细胞中基因的表达情况不同,所以组蛋白与DNA的结合程度在不同细胞中是不相同的,B项错误;途径3是利用RNA干扰,先与mRNA结合形成双链RNA,mRNA被切割成片段,导致mRNA无法翻译,故RNA干扰过程有氢键的形成,也有磷酸二酯键的断裂,C项正确;由图可知,途径3通过影响翻译过程进而影响基因的表达,D项错误。 10.AC　解析 DNA甲基化引起表观遗传现象主要是通过影响遗传信息转录过程实现的,A项错误;侏儒鼠基因型可能是aa,即使抑制发育中侏儒鼠甲基化酶活性,侏儒症状也不会缓解,B项正确;由题干信息“P序列在形成精子时发生去甲基化,进入受精卵后A基因能正常表达”得知,基因型为Aa的雄鼠,产生配子1/2A(P序列去甲基化)、1/2a,雌鼠产生的卵细胞若含有A则都发生甲基化,所以其子代为正常鼠的概率为1/2,C项错误;基因型为AAa的三体侏儒鼠,A基因一定来自母本,因为形成卵细胞时在甲基化酶的参与下发生甲基化,进入受精卵后A基因不能表达,因此该基因型表现为侏儒鼠,D项正确。 1 学科网（北京）股份有限公司 $