2021-2022学年高一下学期生物浙科版必修2：3.5 生物体存在表观遗传现象 课时作业（word版含解析）

3.5生物体存在表观遗传现象——2021-2022学年高一生物浙科版（2019）必修2同步课时作业
1.表观遗传是指生物体基因的碱基序列不变，而基因表达与表现型发生可遗传变化的现象。其形成途径之一是分子内部分碱基甲基化，从而影响基因的表达。下列叙述正确的是( )
A.若DNA分子中C甲基化，比例为30%，则一条链中A的最大比例为20%
B.表观遗传现象是属于染色体变异引起的可遗传变异
C.基因表达时，需要RNA聚合酶识别并启动转录
D.DNA分子甲基化改变了基因储存的遗传信息
2.下列哪项不属于表观遗传的特点( )
A.对表型的影响可遗传给后代 B.DNA分子碱基可能连接多个甲基基团
C.吸烟会使DNA的甲基化水平升高 D.甲基化导致DNA碱基序列发生改变
3.有研究发现，吸烟男性的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高。DNA甲基化是指在甲基转移酶的作用下，DNA分子中的胞嘧啶结合一个甲基基团的过程（如图所示）。DNA甲基化不会改变基因序列但能抑制基因的表达，亲代甲基化的DNA可以遗传给后代，使后代出现相同的表现型。据此推测DNA甲基化抑制基因表达的原因可能是( )
A.DNA分子中的碱基配对方式发生了改变
B.DNA的碱基排列顺序发生改变
C.改变mRNA的密码子顺序使肽链出现多种变化
D.影响基因与RNA聚合酶结合而抑制基因转录
4.某种实验小鼠的黄色体毛（B）对黑色体毛（b）为显性。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交，F1小鼠表现出不同的毛色：介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。研究表明，B基因的某段序列具有多个可发生甲基化修饰的位点，其甲基化程度越高，B基因的表达水平越低，下列叙述正确的是( )
A.F1不同毛色小鼠的基因型为Bb
B.甲基化改变B基因中碱基对排列顺序
C.甲基化可能影响了B基因的翻译过程
D.B基因的甲基化导致其表达的蛋白质结构改变
5.柳穿鱼是一种园林花卉，它的花有2种形态结构：左右对称(品种A)和中心对称(品种B)，花形态结构与Lcyc基因的表达与否直接相关。已知品种A和B的Lcyc的基因相同，品种A的Lcyc基因表达，品种B的Lcyc基因由于甲基化修饰不表达。品种A与品种B杂交，F1的花左右对称，F1自交产生的F2中大部分植株的花左右对称，少部分植株的花中心对称。下列相关说法，错误的是( )
A.Lcyc基因的DNA甲基化修饰可能阻碍了RNA聚合酶发挥作用
B.品种A与品种B的花形态结构不同是因为Lcyc基因碱基序列不同
C.F2中少部分植株的花中心对称说明甲基化修饰的Lcyc基因可以遗传
D.F1的花左右对称的原因是来自品种A的Lcyc基因表达，品种B的Lcyc基因不表达
6.DNA甲基化是指在甲基转移酶的催化作用下将甲基转移到正常的碱基上的过程，是表观遗传中常见的现象之一。有研究表明，男性吸烟者精子中的甲基化水平明显升高，精子活力下降。下列相关推测错误的是( )
A. 甲基转移酶发挥作用需要与DNA分子进行结合
B. DNA甲基化可能通过影响基因表达从而改变性状
C. DNA甲基化不改变基因的碱基序列，不会遗传给子代
D. 表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育等生命活动中
7.真核生物中DNA的甲基化修饰普遍存在。以下关于DNA甲基化的描述错误的是( )
A.DNA的甲基化修饰不能遗传给后代，后代不会出现同样的表型
B.DNA的甲基化可在不改变基因碱基序列的前提下实现对基因表达的调控
C.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
D.外界因素会影响DNA的甲基化水平，如吸烟会使人体细胞内DNA的甲基化水平升高
8.柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。如图表示两株体内Lcyc基因序列相同的柳穿鱼植株A和植株B，除了花的形态结构不同，其他方面基本相同。下列说法正确的是( )
A.柳穿鱼的叶肉细胞内不存在Lcyc基因
B.两株柳穿鱼体内的Lcyc基因表达时期相同
C.两植株杂交，F1自交的 F2中没有与植株B相似的花
D.植株B的Lcyc基因不表达的原因可能是它被高度甲基化了
9.DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶(例如DNMT3蛋白)的作用下，在DNA某些区域结合一个甲基基团(如图所示)。大量研究表明，DNA甲基化能引起DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。下列说法错误的是( )
A. DNA片段甲基化后碱基对的排列顺序没有发生变化，但性状可能会发生改变
B. 这种DNA甲基化修饰不可以遗传给后代
C. 同卵双胞胎性状的微小差异，可能与他们体内某些DNA的甲基化程度不同有关
D. DNMT3蛋白的合成过程中会涉及tRNA、mRNA、rRNA等
10.生物的表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表现型发生可遗传变化的现象。这种现象的出现主要是基因中部分碱基发生了甲基化修饰的结果。许多基因的启动子内富含CG重复序列,若其中的部分胞嘧啶(C)被甲基化成为5-甲基胞嘧啶,如图所示。相关叙述错误的是( )
A.甲基化的胞嘧啶脱氨基后会变成胸腺嘧啶,则DNA的稳定性增强
B.甲基化导致的碱基结构改变会使该部位的突变率增加
C.胞嘧啶甲基化可能会阻碍RNA聚合酶与启动子结合,影响基因的转录
D.基因型相同的同一个蜂群中的蜂王、工蜂性状的差异可能与表观遗传有关
11.DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，此种变化可影响基因的表达，对细胞分化具有调控作用。基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，如图所示。研究发现，多种类型的癌细胞中发生了抑癌基因的过量甲基化。下列叙述错误的是( )
A.细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化
B.甲基化的启动子区更易于RNA聚合酶结合
C.抑癌基因过量甲基化后会导致细胞不正常增殖
D.某些DNA甲基化抑制剂可作为抗癌药物研发的候选对象
12.DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶(DNMT)的作用下将甲基(一CH3)选择性地添加至DNA 上的过程,是一种基本的表观遗传学修饰,在不改变DNA序列的前提下控制基因的表达。在哺乳动物基因组中,DNA甲基化多发生在C一G两个核苷酸的胞嘧啶的5位碳原子。DNA异常甲基化与肿瘤的发生、发展,细胞癌变有着密切的联系。
请回答下列问题:
(1)在DNMT的催化下,DNA的C-G两个核苷酸的胞嘧啶被选择性地添加甲基,形成5-甲基胞嘧啶。 DNA 甲基化在肿瘤中主要表现为5-甲基胞嘧啶以较高的频率脱氨基生成胸腺嘧啶。由此推断引起细胞癌变的根本原因是 。已发生甲基化的DNA,其甲基化位点可随DNA的复制而遗传,这是因为DNA复制后, 可将新合成的未甲基化的位点进行甲基化,从而控制基因的正常表达。
(2)若一个DNA分子中的一个C一G中的胞嘧啶甲基化后,又发生脱氨基生成了胸腺嘧啶,则该DNA分子经过n次复制后,所产生的子代DNA分子中异常的DNA占 。与正常DNA分子相比,上述异常DNA的稳定性 (填“低”或“高”)。
(3)下图表示控制DNMT的基因内部碱基组成及其表达过程中的对应关系。图中数字以千碱基对(kb)表示,基因长度共8 kb。己知该基因转录的直接产物mRNA中与d区间相对应的区域会被加工切除,而成为成熟的mRNA。图中起始密码子对应位点 (填“是”或“不是”)RNA聚合酶结合的位点,由该基因控制合成的DNMT是由 个氨基酸脱水缩合形成的。
答案以及解析
1.答案：C
解析：若DNA分子中C甲基化，比例为30%，双链DNA中A=T，C=G，则条链中A的最大比例不超过40%，A错误；表观遗传是指生物体基因的碱基序列不变，而基因表达与表现型发生可遗传变化的现象，B错误；基因表达时，需要RNA聚合酶识别DNA序列并启动转录，C正确；遗传信息储存在基因的碱基序列中，甲基化没有改变碱基序列，D错误。
2.答案：D
解析：表观遗传的特点是对表型的影响可遗传给后代，A正确； DNA分子碱基可能连接多个甲基基团，属于表观遗传的特点，B正确； 环境因素会影响DNA的甲基化，例如吸烟会使DNA的甲基化水平升高，C正确；表观遗传中生物体基因的碱基序列保持不变，D错误。
3.答案：D
解析：
4.答案：A
解析：A、纯种黄色与纯种黑色杂交，正常情况下，产生的后代的基因型并未改变，即都为Bb,A正确；B、B基因的甲基化是基因化学修饰的一种形式，并不改变B基因中碱基对排列顺序，B错误； C、B基因甲基化程度越高，B基因的表达水平越低，是因为基因甲基化导致基因某些区域构象变化，从而影响了蛋白质与基因的相互作用，从而阻抑基因转录过程，C错误； D、甲基化修饰并未引起B基因的碱基对排列顺序发生改变，只是让B基因的表达水平降低，因此B基因的甲基化不会引起其表达的蛋白质结构改变，D错误故选A。
5.答案：B
解析：Lcyc基因的DNA甲基化修饰使之不能表达，有可能是甲基化修饰阻碍了RNA聚合酶发挥作用，A正确；品种A与品种B的Lcyc基因碱基序列相同，但存在能否表达的差异，B错误；从A、B品种作为亲本进行杂交的F1和F1自交得到的F2情况分析，品种B的Lcyc基因碱基与品种A相同，仅因被甲基化后不能表达，基因不表达会使其花的性状与植株A的出现差异，并且这种差异在F2中重新出现，说明细胞中基因表达与否以及表达水平的高低会导致生物的性状发生改变并可以遗传，C、D正确。
6.答案：C
解析：A、DNA甲基化是指在甲基转移酶的催化作用下将甲基转移到正常的碱基上的过程，故甲基转移酶发挥作用需要与DNA分子进行结合，A正确；B、若某基因发生了甲基化等修饰，则无法进行转录，最终无法合成相应蛋白，会影响基因的表达，导致该基因所控制的性状不能表现，进而改变性状，B正确；C、DNA的甲基化修饰可以通过配子传递给后代，使后代出现同样的表型，C错误；D、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，D正确。故选C。
7.答案：A
解析：DNA的甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型，A错误；DNA的甲基化不会改变基因的碱基序列， B正确；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，C正确；外界因素会影响DNA 的甲基化水平，D正确。
8.答案：D
解析：植株A和植株B体内含有Lcyc基因，说明叶肉细胞内也存在Lcyc基因，A错误；柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关，由于基因的选择性表达，Lcyc基因表达时期不一定相同，B错误；两植株杂交，F1自交的F2会出现性状分离，可能存在与植株B相似的花，C错误；植株B的Lcyc基因不表达，可能的原因是Lcyc基因高度甲基化，不能与RNA聚合酶结合，故无法转录产生mRNA，也就无法翻译合成Lcyc，D正确。
9.答案：B
解析：A、DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶的催化作用下添加上甲基，虽然不改变DNA序列，但是会导致相关基因表达受到抑制，会改变性状，A正确；
B、这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，B错误；
C、基因组成相同的同卵双胞胎性状的微小差异，可能与他们体内某些DNA的甲基化程度不同有关，C正确；
D、DNMT3蛋白的合成过程表示翻译，参与该反应的RNA有mRNA(模板)、tRNA(运输氨基酸)、rRNA(组成核糖体)，D正确。
故选：B。
10.答案：A
解析：
11.答案：B
解析：DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化，从而影响基因的表达，进而调控细胞分化，A正确；从图中可以看出，基因包括启动子、转录区域、终止子等部分，启动子和转录区域为基因中不同的区段，基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，因此甲基化的启动子区不易被RNA聚合酶识别并结合，B错误；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖，抑癌基因过量甲基化后，抑癌基因不能征常表达，会导致细胞不正常增殖，C正确；某些DNA甲基化抑制剂，可以抑制抑癌基因过量甲基化，阻止细胞癌变，可作为抗癌药物研发的候选对象，D正确。
12.答案：(1)碱基对的替换; DNA甲基化转移酶（Dnmt);
(2)1/2; 低;
(3)不是; 299
解析：(1)根据题中信息分析可知,引起的癌变的根本原因是碱基对的替换。已发生甲基化的 DNA,其甲基化位点可随DNA的复制而遗传,这与 DNA甲基化转移酶的作用有关,它可以使新合成的DNA甲基化。
(2)由于刚突变的DNA分子的一条链是正常,另一条链中的C变为T,复制时以正常链为模板所得的子代DNA均正常,而以突变链为模板所得的子代的DNA均异常,由此得出突变DNA经过n次复制后,所产生的子代DNA分子中正常的DNA占 1/2。由于突变过程中是由“C”变为“T”,因此突变基因中C-G减少、T-A增加,又因C-G中有三个氢键、 T-A有两个氢键,且氢键越多、DNA越稳定,因此突变的DNA稳定降低。
(3)图中显示转录的起点在ab之间,因此该部位为RNA聚合酶结合的位点。根据题中的信息可得出:转录直接形成的mRNA的长度为 7.5-1.2=6.3kb,形成成熟的mRNA时,d区间所对应的区域会被加工切除,因此成熟的mRNA的长度为=(7.5-1.2) - (5.2-2.0) =3.1kb,但能翻译的 mRNA 的长度为 2.0-1.7+5.8-5.2=0.9kb, 即900 个碱基,由于一个密码子由相邻3个碱基构成,且终止密码子不编码氨基酸,由此得出该酶是由 900÷3-1=299个氨基酸脱水缩合而成。