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浙科版(2019) 高中生物必修二 3.5 生物体存在表观遗传现象 同步训练
一、单选题
1.(2021高二上·浙江月考)DNA 甲基化是生物体通过表观遗传修饰调控基因表达的重要机制之一,但不影响基因的复制。 下列相关分析最不合理的是( )
A.DNA 甲基化会影响 DNA 解旋酶和 DNA 聚合酶与该基因的结合
B.DNA 甲基化的修饰可以遗传给后代,使后代出现同样的表型
C.DNA 甲基化和组蛋白乙酰化一样都会影响基因的表达
D.癌症发生的机制可能是抑癌基因甲基化的结果
2.(2021高三上·丹东月考)经典遗传学是基于基因序列改变所致基因表达水平的变化,如基因突变等。而表观遗传学主要研究基因碱基序列不变,但表型改变的现象。这种表型改变可能通过多种机制,包括DNA甲基化、染色质重塑和非编码RNA调控等,调控基因的表达。下列有关表观遗传现象的叙述正确的是( )
A.表观遗传现象的发生是因为在减数分裂产生配子的过程中碱基序列发生改变
B.癌症发生的机制可能是抑癌基因甲基化的结果
C.DNA甲基化可能影响DNA聚合酶与该基因的结合
D.同卵双胞胎之间的差异皆是由表观遗传引起的
3.(2021·山东模拟)人类基因组中有数以万计的基因,但在细胞内并非所有的基因都表达,因此需要“关闭”部分基因。rest基因编码的R蛋白能抑制其他基因的表达。R蛋白通过使组蛋白去乙酰化来抑制相关基因的表达。在动物模型实验中发现,R蛋白含量降低的动物,会出现神经兴奋活动增强以及更早死亡的现象。下列推断不合理的是( )
A.rest基因可能参与细胞分化和个体发育
B.组蛋白的乙酰化会抑制相关基因的转录
C.增强rest基因的表达可能会使神经兴奋性降低
D.抑制rest基因的表达可能会导致动物寿命缩短
4.(2021高二上·哈尔滨开学考)DNA甲基化多发生于胞嘧啶上,是表观遗传的机制之一。维持性DNA甲基化转移酶能够识别新成DNA双链中亲代单链的甲基化位点,并将子链相应位置的胞嘧啶进行甲基化。下列相关描述中错误的是( )
A.这种表观遗传机制中DNA中储存的遗传信息没有发生改变
B.表观遗传通过影响基因的表达改变表型
C.环境因素引起甲基化模式的改变是不可遗传的
D.DNA片段中GC碱基对的比例与甲基化程度相关
5.(2021高二上·“精诚联盟”开学考)下列相关性染色体和遗传现象的说法正确的是( )
A.有性染色体的生物个体,则雄性是异型的性染色体,雌性是同型的
B.基因甲基化修饰和组蛋白乙酰化修饰,都能抑制基因的表达
C.表观遗传也是遗传,符合孟德尔遗传定律
D.若Y染色体上携带的基因在X染色体有相应的等位基因,则性状遗传可能与性别有关
6.(2021高三上·邯郸开学考)DNA甲基化是指DNA分子胞嘧啶上共价连接一个甲基。基因组中转录沉默区常常发生甲基化。将携带甲基化和非甲基化肌动蛋白基因的重组质粒分别导入培养的肌细胞后,发现二者转录水平相同。下列推测不合理的是( )
A.DNA甲基化改变了碱基对的排列顺序,属于基因突变
B.基因启动子甲基化后,可能会影响RNA聚合酶的结合
C.细胞中基因甲基化后,可能会影响细胞的结构和功能
D.肌细胞可能通过相关的酶移除甲基基团,完成去甲基化
7.(2021高二上·长春开学考)表观遗传现象普遍存在于生物体生命活动过程中,下列有关表观遗传的叙述错误的是( )
A.柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达
B.基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关
C.表观遗传现象发生在减数分裂产生配子的过程中,能遗传给后代
D.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
8.(2021高一下·宁波期末)下列有关表观遗传的叙述错误的是( )
A.基因的甲基化、组蛋白的乙酰化,可能会抑制该基因的表达
B.基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异可能与表观遗传有关
C.表观遗传由于基因中碱基序列不变,故不能将性状遗传给下一代
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
9.(2021高一下·揭东期末)表观遗传现象普遍存在于生物体生命活动过程中。下列有关叙述错误的是( )
A.同一蜂群中的蜂王和工蜂在形态结构、生理和行为等方面的不同与表观遗传有关
B.表观遗传现象是因为在减数分裂产生配子的过程中碱基序列发生改变
C.柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达
D.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
10.(2021高一下·顺德期末)下列有关基因表达或表观遗传的叙述,错误的是( )
A.柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达
B.基因组成相同的同卵双胞胎出现某种性状差异,不一定是表观遗传
C.表观遗传由于碱基序列不变,不能将性状遗传给下一代
D.构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰会影响基因的表达
11.(2021高一下·吉林期末)下列关于表观遗传的叙述,错误的是( )
A.基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关
B.表观遗传导致的性状改变可以遗传给下一代
C.DNA的甲基化可导致表观遗传现象
D.表观遗传现象仅出现在某些特定生命活动过程中
12.(2021高一下·白山期末)某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制,Avy为显性基因,控制黄色体毛,a为隐性基因,控制黑色体毛。让纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠交配,子一代小鼠的基因型都是Avya,却由于发生基因的甲基化而表现出不同的毛色:介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。下列叙述错误的是( )
A.Avy基因没有发生甲基化时表达水平最高
B.Avy基因的任何位点均容易被甲基化
C.基因被甲基化后,其表达过程会受到抑制
D.利用DNA甲基化原理可以人为关闭一些基因,使之不能表达
13.(2021高一下·肇庆期末)关于表观遗传的理解,下列说法错误的是( )
A.表观遗传是在基因碱基序列不变的情况下发生的基因表达水平的变化
B.基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关
C.表观遗传属于染色体变异引起的可遗传变异
D.表观遗传也可由染色体的组蛋白甲基化、乙酰化等修饰引起
二、综合题
14.(2021高一下·山东月考)肥厚型心肌病属于常染色体显性遗传病,以心肌细胞内蛋白质合成增加和细胞体积增大为主要特征,受多个显性基因的影响。研究发现,基因型不同,临床表现不同,下表表示3种显性致病基因及其所在位置以及控制合成的蛋白质和患者的临床表现。回答下列问题:
基因 基因所在染色体 控制合成的蛋白质 临床表现
A 第14号 β-肌球蛋白重链 轻度至重度,发病早
B 第11号 肌球蛋白结合蛋白 轻度至重度,发病晚
C 第1号 肌钙蛋白T2 轻度肥厚,易猝死
(1)基因型为AaBbcc和AabbCC的夫妇所生育的后代,出现的临床表现至少有 种,出现多种基因型的遗传学原因是 。若该夫妇所生育的一双儿女的基因型都是AaBbCc,但其临床表现的症状却有差别,该现象可能属于 。
(2)60%~70%的肥厚型心肌病为家族性的,其致病基因最初可能来源于隐性基因的 ,该变异的特点有 。如果该种变异既无害又无益,也不会导致新性状出现,就属于 。
(3)已知基因A含有2000个碱基对,其中一条单链上A∶C∶T∶G=1∶2∶3:4.该基因连续复制3次至少需要 个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸。
15.(2021高一下·宿迁期末)DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶(DNMT)的催化作用下添加甲基,高度DNA甲基化会抑制基因表达。在多细胞的真核生物中,DNA甲基化多数发生在胞嘧啶碱基,甲基转移酶将甲基选择性地添加到胞嘧啶上,形成5-甲基胞嘧啶。甲基化在细胞中普遍存在,对维持细胞的生长及代谢等是必需的。下图甲、乙分别表示DNMT基因表达的两个过程,a、b、c代表相关物质或结构,丙表示部分被甲基化的DNA片段。据图回答:
(1)图甲表示基因表达的 过程,③是 酶。
(2)与甲过程相比,乙过程特有的碱基互补配对方式是 ,在完成乙过程中的C结构的移动方向是 (填“从右向左”或“从左向右”)。
(3)乙过程中一个mRNA上结合多个核糖体的意义是 ,最终每个核糖体合成的多肽链都 (填“相同”或“不相同”)。
(4)请据题干和图丙所示信息及分析,下列有关DNA甲基化引起的表观遗传叙述正确的有 。(请填序号)
①被甲基化的DNA片段中遗传信息发生改变,从而使生物的性状发生改变;②一个DNA分子可能连接多个甲基;③DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合;④胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对
(5)细胞中DNA甲基转移酶增多,抑癌基因异常甲基化是引起细胞癌变的原因之一。一种肺细胞的癌变是由ASPP基因(一种抑癌基因)甲基化引起的,则与正常细胞相比,该癌细胞中ASPP基因转录的mRNA和DNMT基因转录的mRNA含量分别会 、 (填“增加”“减”或“不变”)。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、甲基化不影响基因的复制,所以不会影响DNA解旋酶与该基因的结合,A符合题意;
B、DNA甲基化所引起的变异是可遗传的,能使后代出现同样的表型,B不符合题意;
C、基因的甲基化、组蛋白的乙酰化,都可能抑制该基因的表达,C不符合题意;
D、甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,抑制基因的表达,癌症发生的机制可能是抑癌基因甲基化的结果,导致其无法正常发挥作用,不能抑制细胞无限增殖,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译最终合成蛋白质,从而抑制了基因的表达,导致了性状的改变。表观遗传影响的是基因的转录。表观遗传学的主要特点:
(1)可遗传的,即这类改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
(2)可逆性的基因表达调节,也有较少的学者描述为基因活性或功能调节。
(3)没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。
2.【答案】B
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、根据题干信息分析可知,表观遗传的DNA序列不发生变化,即碱基序列并没有发生改变,A错误;
B、DNA的甲基化可导致基因表达的沉默,因此癌症发生的机制可能是抑癌基因甲基化的结果,B正确;
C、DNA甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因的结合,C错误;
D、同卵双胞胎的基因型一般相同,因此它们之间的微小差异可能是由表观遗传引起的,但是也可能是发生了突变等其他原因,D错误。
故答案为:B。
【分析】表观遗传学主要研究基因碱基序列不变,但基因表达却发生了可遗传改变,即表型改变的现象。而且这种变化即使DNA序列本身没有发生改变,表观遗传也是可以遗传给下一代的。
这种改变的特点:可遗传性;可逆性;没有DNA序列的变化。
可逆性:表观遗传的修饰方式可以在某些因素的条件下被去除。这使得通过调控表观遗传来影响生物学性状称为可能。
3.【答案】B
【知识点】细胞分化及其意义;遗传信息的转录;遗传信息的翻译;表观遗传
【解析】【解答】A、rest基因编码的R蛋白能抑制其他基因的表达,而细胞分化是基因选择性表达的结果,故rest基因可能参与细胞分化和个体发育,A不符合题意;
B、由题意可知,R蛋白通过使组蛋白去乙酰化来抑制相关基因的表达,基因的表达包括基因的转录和翻译,故组蛋白的乙酰化不会抑制相关基因的转录,B符合题意;
C、由题意可知,R蛋白含量降低的动物,会出现神经兴奋活动增强,R蛋白是rest基因的表达产物,能抑制其他基因的表达,故增强rest基因的表达可能会使神经兴奋性降低,C不符合题意;
D、R蛋白含量降低的动物,会更早死亡的现象,且R蛋白是rest基因的表达产物,故抑制rest基因的表达,R蛋白含量会降低,可能会导致动物寿命缩短,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】1、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
2、表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译最终合成蛋白质,从而抑制了基因的表达,导致了性状的改变。表观遗传影响的是基因的转录。
3、基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段:基因是通过控制氨基酸的排列顺序控制蛋白质合成的,整个过程包括转录和翻译两个阶段。
4.【答案】C
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】 A、表观遗传中含氮碱基的甲基化并没有改变DNA中碱基排列顺序,所以储存的遗传信息没有发生改变,A正确;
B、DNA甲基化可能会导致基因不能正常表达,从而改变个体的表型,B正确;
C、DNA甲基化可以通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传,所以是可遗传的,C错误;
D、DNA甲基化多发生于胞嘧啶上,故DNA片段中GC碱基对的比例会影响甲基化的程度,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、生物表观遗传是指基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,基因的表达和表型发生可遗传的变化现象。
2、表观遗传学的主要特点:
(1)可遗传的,即这类改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
(2)可逆性的基因表达调节,也有较少的学者描述为基因活性或功能调节。
(3)没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。
5.【答案】D
【知识点】伴性遗传;表观遗传
【解析】【解答】A、有性染色体的生物个体,如果是XY型性别决定,则雄性是异型的性染色体,雌性是同型的,如果是ZW型,则刚好相反,A错误;
B、组蛋白乙酰化和DNA甲基化是调控基因表达的两种主要方式,认为组蛋白乙酰化和DNA低甲基化可促进基因表达,而组蛋白去乙酰化和DNA高甲基化可抑制基因表达,组蛋白乙酰化和DNA甲基化这两种分子机制相互协调,实现着基因表达的精细调控,B错误;
C、组蛋白甲基化,乙酰化等。其与遗传物质无关,但与环境变化密切相关,所以不遵循孟德尔遗传定律,C错误;
D、基因位于性染色体上,遗传时都与性别相关联,Y染色体上携带的基因在X染色体无论是否有相应的等位基因,则性状遗传都可能与性别有关,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译最终合成蛋白质,从而抑制了基因的表达,导致了性状的改变。表观遗传影响的是基因的转录。表观遗传学的主要特点:
(1)可遗传的,即这类改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
(2)可逆性的基因表达调节,也有较少的学者描述为基因活性或功能调节。
(3)没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。
2、决定性别的基因位于性染色体上,但是性染色上的基因不都与性别决定有关.基因在染色体上,并随着染色体传递。
6.【答案】A
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、根据题意,DNA甲基化没有改变碱基对的排列顺序,不属于基因突变,A错误;
B、若基因启动子甲基化后,会影响启动子与聚合酶结合,进而影响该基因的转录,B正确;
C、基因甲基化会影响基因表达,可能会影响细胞的结构和功能,C正确;
D、由题意可知,将携带甲基化和非甲基化肌动蛋白基因的重组质粒分别导入培养的肌细胞后,二者转录水平一致,因此可知肌细胞中可能存在去甲基化的酶将甲基基团移除,D正确。
故答案为:A。
【分析】生物表观遗传是指基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,基因的表达和表型发生可遗传的变化现象。
7.【答案】C
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】 A、柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,A正确;
B、同卵双胞胎基因型相同,所以他们所具有的微小差异可能与表观遗传有关,B正确;
C、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,C错误;
D、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正确。
故答案为:C。
【分析】1、生物表观遗传是指基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,基因的表达和表型发生可遗传的变化现象。
2、表观遗传学的主要特点:
(1)可遗传的,即这类改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
(2)可逆性的基因表达调节,也有较少的学者描述为基因活性或功能调节。
(3)没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。
8.【答案】C
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、基因的甲基化、组蛋白的乙酰化,可能会抑制基因的表达,进而对表型产生影响,A正确;
B、基因组成相同的同卵双胞胎中基因序列的甲基化程度可能不同,表现出微小差异可能与表观遗传有关,B正确;
C、表观遗传是基因表达和表型发生可遗传变化的现象,C错误;
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,D正确;
故答案为:C。
【分析】表观遗传是基因的核苷酸序列不发生改变,基因表达的可遗传的现象,常见的情形有甲基化。掌握表观遗传的概念是解题关键。
9.【答案】B
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、同一蜂群中的蜂王和工蜂在形态结构、生理和行为等方面的不同与表观遗传有关,A正确;
B、表观遗传是基因型未发生变化(即碱基序列没有发生改变)而表现型却发生了改变,B错误;
C、由分析可知,柳穿鱼Leyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,C正确;
D、根据分析可知,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正确。
故答案为:B。
【分析】 表观遗传是由于基因和环境相互作用形成的可以观察到的生物性状的遗传现象。生物的性状包括个体形态、生理功能等特点,如身高、血型、酶活力、肤色等。根据表观遗传现象,可以判断出生物的性状不仅仅受到基因控制,还受到环境因素的制约。
10.【答案】C
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,A正确;
B、同卵双胞胎基因型相同,他们出现某种性状差异可能与表观遗传有关,也可能与环境等有关,B正确;
C、表观遗传虽然碱基序列不变,但表观遗传导致的性状改变可以遗传给下一代,C错误;
D、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正确。
故答案为:C。
【分析】 1、表观遗传是由于基因和环境相互作用形成的可以观察到的生物性状的遗传现象。生物的性状包括个体形态、生理功能等特点,如身高、血型、酶活力、肤色等。根据表观遗传现象,可以判断出生物的性状不仅仅受到基因控制,还受到环境因素的制约。 2、基因的表达是指基因经过转录和翻译合成相关蛋白质的过程,可能受到环境因素的制约。
11.【答案】D
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、基因组成相同的同卵双胞胎的遗传物质是一样的,那么他们所具有的微小差异可能与表观遗传有关,A正确;
B、由表观遗传的概念中“基因的表达却发生了可遗传的改变”可知表观遗传导致的性状改变可以遗传给下一代,B正确;
C、DNA的甲基化会影响基因的表达,从而导致表观遗传现象,C正确;
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错误。
故答案为:D 。
【分析】 表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译最终合成蛋白质,从而抑制了基因的表达,导致了性状的改变。表观遗传影响的是基因的转录。表观遗传学的主要特点:
(1)可遗传的,即这类改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
(2)可逆性的基因表达调节,也有较少的学者描述为基因活性或功能调节。
(3)没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。
12.【答案】B
【知识点】基因、蛋白质、环境与性状的关系;表观遗传
【解析】【解答】AC、分析题干可知,Avy基因没有发生甲基化时表达水平最高,小鼠的毛色为黄色,基因被甲基化后,其表达过程会受到抑制,小鼠的毛色介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型,A正确,C正确;
B、Avy基因的前端一段决定该基因表达水平的碱基序列容易被甲基化,B错误;
D、利用DNA甲基化原理可以人为关闭一些基因,使之不能表达,D正确。
故答案为:B。
【分析】 表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译最终合成蛋白质,从而抑制了基因的表达,导致了性状的改变。表观遗传影响的是基因的转录。表观遗传学的主要特点:
(1)可遗传的,即这类改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
(2)可逆性的基因表达调节,也有较少的学者描述为基因活性或功能调节。
(3)没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。
13.【答案】C
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、表观遗传是指基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生变化的现象,A正确;
B、基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关,B正确;
C、表观遗传是可遗传变异,但不是染色体变异引起的,C错误;
D、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,导致表观遗传的发生,D正确。
故答案为:C。
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译最终合成蛋白质,从而抑制了基因的表达,导致了性状的改变。
表观遗传影响的是基因的转录。表观遗传学的主要特点:
(1)可遗传的,即这类改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
(2)可逆性的基因表达调节,也有较少的学者描述为基因活性或功能调节。
(3)没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。
14.【答案】(1)6;基因重组;表观遗传
(2)突变;随机性、不定向性、低频性、多害少利性;中性突变
(3)8400
【知识点】碱基互补配对原则;基因重组及其意义;基因突变的特点及意义;表观遗传
【解析】【解答】(1)基因型为AaBbcc和AabbCC的夫妇所生育的后代,用基因的分离定律分别分析每对等位基因,出现基因型为3 2 1=6种,基因型不同,表现型不同,故出现的临床表现至少有6种;出现多种基因型的遗传学原因是基因重组;若该夫妇所生育的一双儿女的基因型都是AaBbCc,但其临床表现的症状却有差别,该现象可能属于表观遗传;
(2)新基因的根本来源是基因突变,故其致病基因最初可能来源于隐性基因的基因突变,基因突变的特点有普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性;如果该种变异既无害又无益,也不会导致新性状出现,就属于中性突变;
(3)由于基因A含有2000个碱基对,其中一条单链上A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4,即A1=200,C1=400,T1=600,G1=800,则T2=A1=200,A2=T1=600,G2=C1=400,C2=G1=800,所以G=G1+G2=1200。则该基因连续复制3次至少需要1200 7=8400个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸。
【分析】由图表分析可知,三对等位基因共同控制肥厚型心肌病,显性基因致病,且三对等位基因位于非同源染色体上,符合基因的自由组合定律。
15.【答案】(1)转录;RNA聚合
(2)U-A;从左向右
(3)短时间内能合成较多的同一种肽链;相同
(4)②③④
(5)减少;增加
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译;表观遗传
【解析】【解答】(1)甲表示基因表达的转录过程,该过程所需原料是核糖核苷酸,需要③RNA聚合酶催化。
(2)甲过程中碱基配对方式为A-U、T-A、C-G、G-C,乙过程中碱基配对方式为A-U、U-A、C-G、G-C,因此与甲过程相比,乙过程特有的碱基互补配对方式是U-A;乙为翻译过程,肽链从左向右依次增长,故翻译方向是从左向右。
(3)乙过程中一个mRNA上结合多个核糖体的意义是短时间内能合成较多的同一种肽链,最终每个核糖体合成的多肽链都相同的原因是控制它们合成的模板相同。
(4)表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。DNA甲基化可能会出现:一个DNA分子可能连接多个甲基;DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合;胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对,从而引起表观遗传,故答案为:②③④。
(5)细胞中DNA甲基转移酶增多,说明该癌细胞中DNMT基因转录的mRNA增加;DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶(DNMT)的催化作用下添加上甲基,导致相关基因转录沉默。因此,与正常细胞相比,该癌细胞中ASPP基因转录的mRNA含量会减少。
【分析】 分析图示:图甲表示转录过程,①表示DNA,②表示RNA,③表示RNA聚合酶;图乙表示翻译过程,a表示mRNA,b表示正在合成的多肽链,c表示核糖体;丙表示部分被甲基化的DNA片段。
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浙科版(2019) 高中生物必修二 3.5 生物体存在表观遗传现象 同步训练
一、单选题
1.(2021高二上·浙江月考)DNA 甲基化是生物体通过表观遗传修饰调控基因表达的重要机制之一,但不影响基因的复制。 下列相关分析最不合理的是( )
A.DNA 甲基化会影响 DNA 解旋酶和 DNA 聚合酶与该基因的结合
B.DNA 甲基化的修饰可以遗传给后代,使后代出现同样的表型
C.DNA 甲基化和组蛋白乙酰化一样都会影响基因的表达
D.癌症发生的机制可能是抑癌基因甲基化的结果
【答案】A
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、甲基化不影响基因的复制,所以不会影响DNA解旋酶与该基因的结合,A符合题意;
B、DNA甲基化所引起的变异是可遗传的,能使后代出现同样的表型,B不符合题意;
C、基因的甲基化、组蛋白的乙酰化,都可能抑制该基因的表达,C不符合题意;
D、甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,抑制基因的表达,癌症发生的机制可能是抑癌基因甲基化的结果,导致其无法正常发挥作用,不能抑制细胞无限增殖,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译最终合成蛋白质,从而抑制了基因的表达,导致了性状的改变。表观遗传影响的是基因的转录。表观遗传学的主要特点:
(1)可遗传的,即这类改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
(2)可逆性的基因表达调节,也有较少的学者描述为基因活性或功能调节。
(3)没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。
2.(2021高三上·丹东月考)经典遗传学是基于基因序列改变所致基因表达水平的变化,如基因突变等。而表观遗传学主要研究基因碱基序列不变,但表型改变的现象。这种表型改变可能通过多种机制,包括DNA甲基化、染色质重塑和非编码RNA调控等,调控基因的表达。下列有关表观遗传现象的叙述正确的是( )
A.表观遗传现象的发生是因为在减数分裂产生配子的过程中碱基序列发生改变
B.癌症发生的机制可能是抑癌基因甲基化的结果
C.DNA甲基化可能影响DNA聚合酶与该基因的结合
D.同卵双胞胎之间的差异皆是由表观遗传引起的
【答案】B
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、根据题干信息分析可知,表观遗传的DNA序列不发生变化,即碱基序列并没有发生改变,A错误;
B、DNA的甲基化可导致基因表达的沉默,因此癌症发生的机制可能是抑癌基因甲基化的结果,B正确;
C、DNA甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因的结合,C错误;
D、同卵双胞胎的基因型一般相同,因此它们之间的微小差异可能是由表观遗传引起的,但是也可能是发生了突变等其他原因,D错误。
故答案为:B。
【分析】表观遗传学主要研究基因碱基序列不变,但基因表达却发生了可遗传改变,即表型改变的现象。而且这种变化即使DNA序列本身没有发生改变,表观遗传也是可以遗传给下一代的。
这种改变的特点:可遗传性;可逆性;没有DNA序列的变化。
可逆性:表观遗传的修饰方式可以在某些因素的条件下被去除。这使得通过调控表观遗传来影响生物学性状称为可能。
3.(2021·山东模拟)人类基因组中有数以万计的基因,但在细胞内并非所有的基因都表达,因此需要“关闭”部分基因。rest基因编码的R蛋白能抑制其他基因的表达。R蛋白通过使组蛋白去乙酰化来抑制相关基因的表达。在动物模型实验中发现,R蛋白含量降低的动物,会出现神经兴奋活动增强以及更早死亡的现象。下列推断不合理的是( )
A.rest基因可能参与细胞分化和个体发育
B.组蛋白的乙酰化会抑制相关基因的转录
C.增强rest基因的表达可能会使神经兴奋性降低
D.抑制rest基因的表达可能会导致动物寿命缩短
【答案】B
【知识点】细胞分化及其意义;遗传信息的转录;遗传信息的翻译;表观遗传
【解析】【解答】A、rest基因编码的R蛋白能抑制其他基因的表达,而细胞分化是基因选择性表达的结果,故rest基因可能参与细胞分化和个体发育,A不符合题意;
B、由题意可知,R蛋白通过使组蛋白去乙酰化来抑制相关基因的表达,基因的表达包括基因的转录和翻译,故组蛋白的乙酰化不会抑制相关基因的转录,B符合题意;
C、由题意可知,R蛋白含量降低的动物,会出现神经兴奋活动增强,R蛋白是rest基因的表达产物,能抑制其他基因的表达,故增强rest基因的表达可能会使神经兴奋性降低,C不符合题意;
D、R蛋白含量降低的动物,会更早死亡的现象,且R蛋白是rest基因的表达产物,故抑制rest基因的表达,R蛋白含量会降低,可能会导致动物寿命缩短,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】1、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
2、表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译最终合成蛋白质,从而抑制了基因的表达,导致了性状的改变。表观遗传影响的是基因的转录。
3、基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段:基因是通过控制氨基酸的排列顺序控制蛋白质合成的,整个过程包括转录和翻译两个阶段。
4.(2021高二上·哈尔滨开学考)DNA甲基化多发生于胞嘧啶上,是表观遗传的机制之一。维持性DNA甲基化转移酶能够识别新成DNA双链中亲代单链的甲基化位点,并将子链相应位置的胞嘧啶进行甲基化。下列相关描述中错误的是( )
A.这种表观遗传机制中DNA中储存的遗传信息没有发生改变
B.表观遗传通过影响基因的表达改变表型
C.环境因素引起甲基化模式的改变是不可遗传的
D.DNA片段中GC碱基对的比例与甲基化程度相关
【答案】C
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】 A、表观遗传中含氮碱基的甲基化并没有改变DNA中碱基排列顺序,所以储存的遗传信息没有发生改变,A正确;
B、DNA甲基化可能会导致基因不能正常表达,从而改变个体的表型,B正确;
C、DNA甲基化可以通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传,所以是可遗传的,C错误;
D、DNA甲基化多发生于胞嘧啶上,故DNA片段中GC碱基对的比例会影响甲基化的程度,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、生物表观遗传是指基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,基因的表达和表型发生可遗传的变化现象。
2、表观遗传学的主要特点:
(1)可遗传的,即这类改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
(2)可逆性的基因表达调节,也有较少的学者描述为基因活性或功能调节。
(3)没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。
5.(2021高二上·“精诚联盟”开学考)下列相关性染色体和遗传现象的说法正确的是( )
A.有性染色体的生物个体,则雄性是异型的性染色体,雌性是同型的
B.基因甲基化修饰和组蛋白乙酰化修饰,都能抑制基因的表达
C.表观遗传也是遗传,符合孟德尔遗传定律
D.若Y染色体上携带的基因在X染色体有相应的等位基因,则性状遗传可能与性别有关
【答案】D
【知识点】伴性遗传;表观遗传
【解析】【解答】A、有性染色体的生物个体,如果是XY型性别决定,则雄性是异型的性染色体,雌性是同型的,如果是ZW型,则刚好相反,A错误;
B、组蛋白乙酰化和DNA甲基化是调控基因表达的两种主要方式,认为组蛋白乙酰化和DNA低甲基化可促进基因表达,而组蛋白去乙酰化和DNA高甲基化可抑制基因表达,组蛋白乙酰化和DNA甲基化这两种分子机制相互协调,实现着基因表达的精细调控,B错误;
C、组蛋白甲基化,乙酰化等。其与遗传物质无关,但与环境变化密切相关,所以不遵循孟德尔遗传定律,C错误;
D、基因位于性染色体上,遗传时都与性别相关联,Y染色体上携带的基因在X染色体无论是否有相应的等位基因,则性状遗传都可能与性别有关,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译最终合成蛋白质,从而抑制了基因的表达,导致了性状的改变。表观遗传影响的是基因的转录。表观遗传学的主要特点:
(1)可遗传的,即这类改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
(2)可逆性的基因表达调节,也有较少的学者描述为基因活性或功能调节。
(3)没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。
2、决定性别的基因位于性染色体上,但是性染色上的基因不都与性别决定有关.基因在染色体上,并随着染色体传递。
6.(2021高三上·邯郸开学考)DNA甲基化是指DNA分子胞嘧啶上共价连接一个甲基。基因组中转录沉默区常常发生甲基化。将携带甲基化和非甲基化肌动蛋白基因的重组质粒分别导入培养的肌细胞后,发现二者转录水平相同。下列推测不合理的是( )
A.DNA甲基化改变了碱基对的排列顺序,属于基因突变
B.基因启动子甲基化后,可能会影响RNA聚合酶的结合
C.细胞中基因甲基化后,可能会影响细胞的结构和功能
D.肌细胞可能通过相关的酶移除甲基基团,完成去甲基化
【答案】A
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、根据题意,DNA甲基化没有改变碱基对的排列顺序,不属于基因突变,A错误;
B、若基因启动子甲基化后,会影响启动子与聚合酶结合,进而影响该基因的转录,B正确;
C、基因甲基化会影响基因表达,可能会影响细胞的结构和功能,C正确;
D、由题意可知,将携带甲基化和非甲基化肌动蛋白基因的重组质粒分别导入培养的肌细胞后,二者转录水平一致,因此可知肌细胞中可能存在去甲基化的酶将甲基基团移除,D正确。
故答案为:A。
【分析】生物表观遗传是指基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,基因的表达和表型发生可遗传的变化现象。
7.(2021高二上·长春开学考)表观遗传现象普遍存在于生物体生命活动过程中,下列有关表观遗传的叙述错误的是( )
A.柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达
B.基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关
C.表观遗传现象发生在减数分裂产生配子的过程中,能遗传给后代
D.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
【答案】C
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】 A、柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,A正确;
B、同卵双胞胎基因型相同,所以他们所具有的微小差异可能与表观遗传有关,B正确;
C、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,C错误;
D、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正确。
故答案为:C。
【分析】1、生物表观遗传是指基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,基因的表达和表型发生可遗传的变化现象。
2、表观遗传学的主要特点:
(1)可遗传的,即这类改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
(2)可逆性的基因表达调节,也有较少的学者描述为基因活性或功能调节。
(3)没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。
8.(2021高一下·宁波期末)下列有关表观遗传的叙述错误的是( )
A.基因的甲基化、组蛋白的乙酰化,可能会抑制该基因的表达
B.基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异可能与表观遗传有关
C.表观遗传由于基因中碱基序列不变,故不能将性状遗传给下一代
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
【答案】C
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、基因的甲基化、组蛋白的乙酰化,可能会抑制基因的表达,进而对表型产生影响,A正确;
B、基因组成相同的同卵双胞胎中基因序列的甲基化程度可能不同,表现出微小差异可能与表观遗传有关,B正确;
C、表观遗传是基因表达和表型发生可遗传变化的现象,C错误;
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,D正确;
故答案为:C。
【分析】表观遗传是基因的核苷酸序列不发生改变,基因表达的可遗传的现象,常见的情形有甲基化。掌握表观遗传的概念是解题关键。
9.(2021高一下·揭东期末)表观遗传现象普遍存在于生物体生命活动过程中。下列有关叙述错误的是( )
A.同一蜂群中的蜂王和工蜂在形态结构、生理和行为等方面的不同与表观遗传有关
B.表观遗传现象是因为在减数分裂产生配子的过程中碱基序列发生改变
C.柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达
D.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
【答案】B
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、同一蜂群中的蜂王和工蜂在形态结构、生理和行为等方面的不同与表观遗传有关,A正确;
B、表观遗传是基因型未发生变化(即碱基序列没有发生改变)而表现型却发生了改变,B错误;
C、由分析可知,柳穿鱼Leyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,C正确;
D、根据分析可知,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正确。
故答案为:B。
【分析】 表观遗传是由于基因和环境相互作用形成的可以观察到的生物性状的遗传现象。生物的性状包括个体形态、生理功能等特点,如身高、血型、酶活力、肤色等。根据表观遗传现象,可以判断出生物的性状不仅仅受到基因控制,还受到环境因素的制约。
10.(2021高一下·顺德期末)下列有关基因表达或表观遗传的叙述,错误的是( )
A.柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达
B.基因组成相同的同卵双胞胎出现某种性状差异,不一定是表观遗传
C.表观遗传由于碱基序列不变,不能将性状遗传给下一代
D.构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰会影响基因的表达
【答案】C
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,A正确;
B、同卵双胞胎基因型相同,他们出现某种性状差异可能与表观遗传有关,也可能与环境等有关,B正确;
C、表观遗传虽然碱基序列不变,但表观遗传导致的性状改变可以遗传给下一代,C错误;
D、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正确。
故答案为:C。
【分析】 1、表观遗传是由于基因和环境相互作用形成的可以观察到的生物性状的遗传现象。生物的性状包括个体形态、生理功能等特点,如身高、血型、酶活力、肤色等。根据表观遗传现象,可以判断出生物的性状不仅仅受到基因控制,还受到环境因素的制约。 2、基因的表达是指基因经过转录和翻译合成相关蛋白质的过程,可能受到环境因素的制约。
11.(2021高一下·吉林期末)下列关于表观遗传的叙述,错误的是( )
A.基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关
B.表观遗传导致的性状改变可以遗传给下一代
C.DNA的甲基化可导致表观遗传现象
D.表观遗传现象仅出现在某些特定生命活动过程中
【答案】D
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、基因组成相同的同卵双胞胎的遗传物质是一样的,那么他们所具有的微小差异可能与表观遗传有关,A正确;
B、由表观遗传的概念中“基因的表达却发生了可遗传的改变”可知表观遗传导致的性状改变可以遗传给下一代,B正确;
C、DNA的甲基化会影响基因的表达,从而导致表观遗传现象,C正确;
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错误。
故答案为:D 。
【分析】 表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译最终合成蛋白质,从而抑制了基因的表达,导致了性状的改变。表观遗传影响的是基因的转录。表观遗传学的主要特点:
(1)可遗传的,即这类改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
(2)可逆性的基因表达调节,也有较少的学者描述为基因活性或功能调节。
(3)没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。
12.(2021高一下·白山期末)某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制,Avy为显性基因,控制黄色体毛,a为隐性基因,控制黑色体毛。让纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠交配,子一代小鼠的基因型都是Avya,却由于发生基因的甲基化而表现出不同的毛色:介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。下列叙述错误的是( )
A.Avy基因没有发生甲基化时表达水平最高
B.Avy基因的任何位点均容易被甲基化
C.基因被甲基化后,其表达过程会受到抑制
D.利用DNA甲基化原理可以人为关闭一些基因,使之不能表达
【答案】B
【知识点】基因、蛋白质、环境与性状的关系;表观遗传
【解析】【解答】AC、分析题干可知,Avy基因没有发生甲基化时表达水平最高,小鼠的毛色为黄色,基因被甲基化后,其表达过程会受到抑制,小鼠的毛色介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型,A正确,C正确;
B、Avy基因的前端一段决定该基因表达水平的碱基序列容易被甲基化,B错误;
D、利用DNA甲基化原理可以人为关闭一些基因,使之不能表达,D正确。
故答案为:B。
【分析】 表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译最终合成蛋白质,从而抑制了基因的表达,导致了性状的改变。表观遗传影响的是基因的转录。表观遗传学的主要特点:
(1)可遗传的,即这类改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
(2)可逆性的基因表达调节,也有较少的学者描述为基因活性或功能调节。
(3)没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。
13.(2021高一下·肇庆期末)关于表观遗传的理解,下列说法错误的是( )
A.表观遗传是在基因碱基序列不变的情况下发生的基因表达水平的变化
B.基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关
C.表观遗传属于染色体变异引起的可遗传变异
D.表观遗传也可由染色体的组蛋白甲基化、乙酰化等修饰引起
【答案】C
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、表观遗传是指基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生变化的现象,A正确;
B、基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关,B正确;
C、表观遗传是可遗传变异,但不是染色体变异引起的,C错误;
D、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,导致表观遗传的发生,D正确。
故答案为:C。
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译最终合成蛋白质,从而抑制了基因的表达,导致了性状的改变。
表观遗传影响的是基因的转录。表观遗传学的主要特点:
(1)可遗传的,即这类改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
(2)可逆性的基因表达调节,也有较少的学者描述为基因活性或功能调节。
(3)没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。
二、综合题
14.(2021高一下·山东月考)肥厚型心肌病属于常染色体显性遗传病,以心肌细胞内蛋白质合成增加和细胞体积增大为主要特征,受多个显性基因的影响。研究发现,基因型不同,临床表现不同,下表表示3种显性致病基因及其所在位置以及控制合成的蛋白质和患者的临床表现。回答下列问题:
基因 基因所在染色体 控制合成的蛋白质 临床表现
A 第14号 β-肌球蛋白重链 轻度至重度,发病早
B 第11号 肌球蛋白结合蛋白 轻度至重度,发病晚
C 第1号 肌钙蛋白T2 轻度肥厚,易猝死
(1)基因型为AaBbcc和AabbCC的夫妇所生育的后代,出现的临床表现至少有 种,出现多种基因型的遗传学原因是 。若该夫妇所生育的一双儿女的基因型都是AaBbCc,但其临床表现的症状却有差别,该现象可能属于 。
(2)60%~70%的肥厚型心肌病为家族性的,其致病基因最初可能来源于隐性基因的 ,该变异的特点有 。如果该种变异既无害又无益,也不会导致新性状出现,就属于 。
(3)已知基因A含有2000个碱基对,其中一条单链上A∶C∶T∶G=1∶2∶3:4.该基因连续复制3次至少需要 个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸。
【答案】(1)6;基因重组;表观遗传
(2)突变;随机性、不定向性、低频性、多害少利性;中性突变
(3)8400
【知识点】碱基互补配对原则;基因重组及其意义;基因突变的特点及意义;表观遗传
【解析】【解答】(1)基因型为AaBbcc和AabbCC的夫妇所生育的后代,用基因的分离定律分别分析每对等位基因,出现基因型为3 2 1=6种,基因型不同,表现型不同,故出现的临床表现至少有6种;出现多种基因型的遗传学原因是基因重组;若该夫妇所生育的一双儿女的基因型都是AaBbCc,但其临床表现的症状却有差别,该现象可能属于表观遗传;
(2)新基因的根本来源是基因突变,故其致病基因最初可能来源于隐性基因的基因突变,基因突变的特点有普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性;如果该种变异既无害又无益,也不会导致新性状出现,就属于中性突变;
(3)由于基因A含有2000个碱基对,其中一条单链上A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4,即A1=200,C1=400,T1=600,G1=800,则T2=A1=200,A2=T1=600,G2=C1=400,C2=G1=800,所以G=G1+G2=1200。则该基因连续复制3次至少需要1200 7=8400个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸。
【分析】由图表分析可知,三对等位基因共同控制肥厚型心肌病,显性基因致病,且三对等位基因位于非同源染色体上,符合基因的自由组合定律。
15.(2021高一下·宿迁期末)DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶(DNMT)的催化作用下添加甲基,高度DNA甲基化会抑制基因表达。在多细胞的真核生物中,DNA甲基化多数发生在胞嘧啶碱基,甲基转移酶将甲基选择性地添加到胞嘧啶上,形成5-甲基胞嘧啶。甲基化在细胞中普遍存在,对维持细胞的生长及代谢等是必需的。下图甲、乙分别表示DNMT基因表达的两个过程,a、b、c代表相关物质或结构,丙表示部分被甲基化的DNA片段。据图回答:
(1)图甲表示基因表达的 过程,③是 酶。
(2)与甲过程相比,乙过程特有的碱基互补配对方式是 ,在完成乙过程中的C结构的移动方向是 (填“从右向左”或“从左向右”)。
(3)乙过程中一个mRNA上结合多个核糖体的意义是 ,最终每个核糖体合成的多肽链都 (填“相同”或“不相同”)。
(4)请据题干和图丙所示信息及分析,下列有关DNA甲基化引起的表观遗传叙述正确的有 。(请填序号)
①被甲基化的DNA片段中遗传信息发生改变,从而使生物的性状发生改变;②一个DNA分子可能连接多个甲基;③DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合;④胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对
(5)细胞中DNA甲基转移酶增多,抑癌基因异常甲基化是引起细胞癌变的原因之一。一种肺细胞的癌变是由ASPP基因(一种抑癌基因)甲基化引起的,则与正常细胞相比,该癌细胞中ASPP基因转录的mRNA和DNMT基因转录的mRNA含量分别会 、 (填“增加”“减”或“不变”)。
【答案】(1)转录;RNA聚合
(2)U-A;从左向右
(3)短时间内能合成较多的同一种肽链;相同
(4)②③④
(5)减少;增加
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译;表观遗传
【解析】【解答】(1)甲表示基因表达的转录过程,该过程所需原料是核糖核苷酸,需要③RNA聚合酶催化。
(2)甲过程中碱基配对方式为A-U、T-A、C-G、G-C,乙过程中碱基配对方式为A-U、U-A、C-G、G-C,因此与甲过程相比,乙过程特有的碱基互补配对方式是U-A;乙为翻译过程,肽链从左向右依次增长,故翻译方向是从左向右。
(3)乙过程中一个mRNA上结合多个核糖体的意义是短时间内能合成较多的同一种肽链,最终每个核糖体合成的多肽链都相同的原因是控制它们合成的模板相同。
(4)表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。DNA甲基化可能会出现:一个DNA分子可能连接多个甲基;DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合;胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对,从而引起表观遗传,故答案为:②③④。
(5)细胞中DNA甲基转移酶增多,说明该癌细胞中DNMT基因转录的mRNA增加;DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶(DNMT)的催化作用下添加上甲基,导致相关基因转录沉默。因此,与正常细胞相比,该癌细胞中ASPP基因转录的mRNA含量会减少。
【分析】 分析图示:图甲表示转录过程,①表示DNA,②表示RNA,③表示RNA聚合酶;图乙表示翻译过程,a表示mRNA,b表示正在合成的多肽链,c表示核糖体;丙表示部分被甲基化的DNA片段。
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