【课后集训】第4章 第2节　基因表达与性状的关系（Word解析版）

第4章 第2节　基因表达与性状的关系
题组一　细胞分化与基因表达的关系
1．下列有关基因表达的叙述，正确的是(　　)
A．基因通过控制蛋白质的合成而使遗传信息得到表达
B．细胞中的基因都通过控制蛋白质的合成进行了表达
C．蛋白质合成旺盛的体细胞中，核DNA多，mRNA也多
D．细胞出现生理功能上稳定的差异，直接原因是基因表达的差异
【答案】A　【解析】基因通过控制蛋白质的合成而使遗传信息得到表达，A项正确；细胞中的基因不一定通过控制蛋白质的合成进行表达，如转录形成tRNA和rRNA的基因，B项错误；蛋白质合成旺盛的体细胞中，核DNA不变，mRNA量增多，C项错误；成熟细胞中的基因进行了选择性表达是细胞出现生理功能上稳定差异的根本原因，直接原因是合成了特定的蛋白质，D项错误。
2．下图表示人体部分细胞所经历的生长发育的各个阶段，下列有关叙述正确的是(　　)
A．细胞甲的分裂能力最强，分化程度最高
B．过程①②中均发生了遗传物质的改变
C．T细胞与B细胞内所含的基因不同
D．细胞因子作用于膜受体体现生物膜的信息交流功能
【答案】D　【解析】图中细胞甲的分裂能力最强，分化程度最低，A错误；在有丝分裂和细胞分化过程中，遗传物质并没有发生改变，B错误；T细胞与B细胞是由同一个细胞经有丝分裂而来的，因此细胞内所含的基因相同，C错误；细胞因子作用于膜受体体现生物膜的信息交流功能，D正确。
3．如图表示人体内干细胞的增殖分化。下列有关叙述正确的是(　　)
A．干细胞与白细胞的基因型不同，但合成的mRNA和蛋白质的种类相同
B．血小板和红细胞内遗传信息的流动方向是DNA→DNA→RNA→蛋白质
C．图示所有的细胞中，干细胞具有细胞周期，而且其分裂能力较强
D．白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌，这是因为细胞膜具有选择透过性
【答案】C　【解析】干细胞与白细胞的基因型相同，但合成的mRNA和蛋白质的种类不同；人成熟的红细胞与血小板没有细胞核；图示细胞中，除干细胞外，都是高度分化的细胞，失去了分裂能力；白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌，这是因为细胞膜具有流动性。
题组二　基因与性状间的关系
4．豌豆粒由于其控制合成淀粉分支酶的基因中插入外来的DNA片段而不能合成淀粉分支酶，使得豌豆粒不能合成淀粉而变得皱缩。此事实说明了(　　)
A．基因能直接控制生物体的性状
B．基因是生物体性状的载体
C．基因可以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
D．基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物体的性状
【答案】C　【解析】控制合成淀粉分支酶的基因中插入外来的DNA片段而不能表达淀粉分支酶，使得豌豆粒不能合成淀粉而变得皱缩，说明基因可以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。
5．关于基因、蛋白质与性状之间关系的叙述中不正确的是(　　)
A．生物体的性状完全由基因控制
B．蛋白质的功能可以体现生物性状
C．蛋白质的结构可直接影响生物性状
D．基因与性状不都是简单的线性关系
【答案】A　【解析】生物性状由基因决定，另外受环境因素的影响，如植物幼苗在生长过程中，如果没有光照，就不能合成叶绿素，而出现白化苗；蛋白质的功能体现生物性状，如细胞膜载体影响物质跨膜运输；蛋白质的结构可以直接影响生物性状，如血红蛋白不正常，导致血液运输氧气功能改变；基因与生物性状之间并不完全是一一对应的关系，生物的许多性状是受多对基因控制的，如先天性高血压。
6．下图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图，从图中可得出(　　)
　　基因①　基因②　基因③　基因④
　 　↓　　　↓　　　↓　　　↓
　　酶①　　酶②　 　酶③　　酶④
　 　↓　　　↓　　　　↓　　　↓
N→乙酰鸟氨酸→鸟氨酸→瓜氨酸→精氨酰琥珀酸→精氨酸
A．一种物质的合成只受一个基因的控制
B．基因可通过控制酶的合成来控制代谢
C．若基因②不表达，则基因③和④也不表达
D．若基因③不存在，则瓜氨酸仍可合成精氨酰琥珀酸
【答案】B　【解析】基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状。由示意图可知，精氨酸的合成需要酶①②③④的参与，而它们分别受基因①②③④的控制。基因具有一定的独立性，基因②不表达时，基因③④仍可表达，只是无法合成精氨酸。若基因③不存在，酶③不能合成，则瓜氨酸→精氨酰琥珀酸的途径不能进行。
7．根据表中基因1和基因2的表达产物判断，下列相关叙述正确的是(　　)
基因 转录产物 翻译产物
基因1 RNA1 血红蛋白
基因2 RNA2 呼吸酶
A．人体体细胞中，RNA1和RNA2不可能同时存在
B．人体体细胞中，RNA1和RNA2一定同时存在
C．基因1通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
D．基因1和基因2表达过程所需的能量只能由线粒体提供
【答案】C　【解析】一般一个个体内的细胞中核基因都相同，但基因进行选择性表达，血红蛋白基因只能在红细胞中表达，呼吸酶存在于所有细胞中，可以在任何细胞中表达，所以，人体体细胞中，RNA1和RNA2可能同时存在。基因1和基因2表达过程所需的能量可以来自线粒体和细胞质基质。
8．人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图不能得出的结论是(　　)
①基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状
②基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状
③一个基因只能控制一种性状
④一个性状可以由多个基因控制
A．①②　 B．①③　
C．②③　 D．③④
【答案】B　【解析】由图可知，苯丙酮酸、多巴胺和黑色素物质的代谢异常与酶的合成直接相关，而酶的合成是由基因控制的；基因1若发生变化，则多巴胺和黑色素的合成都受影响；多巴胺和黑色素的合成也都受多个基因的控制。
9．(2021·浙江学考)研究发现，某动物从少量摄取毒品到觅毒成瘾的过程中，与神经系统功能相关的某些基因碱基序列没有改变，但基因甲基化水平显著增加，从而引起基因表达发生改变，造成觅毒成瘾。这种由于基因甲基化修饰引起动物行为改变的现象属于(　　)
A．表观遗传　　 B．基因突变
C．染色体变异　　 D．性状分离
【答案】A　【解析】表观遗传的类型有DNA甲基化、组蛋白的甲基化和乙酰化等修饰、RNA介导的基因沉默。
10．牵牛花的颜色可随液泡中的酸碱度不同而发生变化，如液泡中的花青素在碱性时显蓝色，中性时显紫色，酸性时显红色，生理机制如下。则下列说法中正确的是(　　)
A．可以用牵牛花朵做实验材料观察细胞中的染色体形态和数目
B．图中a、b过程都遵循碱基互补配对原则且同时进行，也能够发生在原核细胞中
C．牵牛花在清晨时开蓝花，中午转为紫色，傍晚则可能为红色
D．蛋白R是一种载体蛋白，说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状
【答案】D　【解析】牵牛花朵已高度分化，细胞不再分裂，因此无法观察细胞中的染色体形态和数目；a表示转录，b表示翻译，在真核细胞中它们不是同时进行的；清晨，牵牛花经历了一个晚上，由于没有光，所以不能进行光合作用，只进行呼吸作用，氧化分解有机物，产生大量的二氧化碳，所以清晨的牵牛花含二氧化碳较多，二氧化碳溶于水呈酸性，故清晨时牵牛花中的花青素显红色；蛋白R是一种载体蛋白，说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状。
11．(2021·辽宁抚顺一模)某种兔子的毛色黑色(W)和白色(w)是一对相对性状。两只黑色兔子交配得到的子代，放在－15 ℃环境中成长，表现为黑色；若放在30 ℃环境中成长，则表现为白色。这样的白色兔子产生的子代再放在－15 ℃环境中，依然表现为黑色。这种由于环境的影响导致表型与某种基因的表型相似的现象在遗传学中称为“表型模拟”。下列相关叙述错误的是(　　)
A．在“表型模拟”中，兔子毛色的相关基因并没有发生变异
B．子代白色兔子的出现，可能是在色素形成的过程中某些酶的活性受到影响
C．在30 ℃环境中成长的白色兔子都是纯合子
D．基因决定生物性状，而性状形成的同时还受到环境的影响
【答案】C　【解析】从题中实验内容可知，兔子的毛色因为发生了改变，是受到了环境的影响，其基因并没有发生改变，A正确；从题中可知，有可能是温度的变化改变了相关酶的活性，酶的作用受到了影响，从而改变了性状，B正确；性状虽然发生了改变，但基因并没有发生变化，在30 ℃环境中成长的白色兔子可能为Ww也可能是ww，C错误；同卵双生的两个个体基因完全一样，但在不同环境中生长，其性状表现也会有所差别，环境也会影响性状的表现，D正确。
12．当人体细胞受到某些因素影响，其内的DNA 分子受损时，细胞会通过特殊途径修复或清除受损DNA。该过程的关键是一种核基因P53，它被称为细胞的“基因组卫士”。其相关过程如图，请据图回答问题。
(1)图中①指的是______________过程。此过程中可充当模板的有____________________。
(2)图中②过程需要__________酶，产生的lncRNA之所以称为非编码长链，是因为它不能用于______过程，只能起到调控作用。
(3)据图可知，P53蛋白还可以启动细胞内的修复酶基因。DNA分子进行修复所需要原料是四种______________，同时亦遵循________________原则。
(4)据图可知，P53蛋白还具有______________功能，进而阻止DNA的复制。
(5)若某DNA分子损伤未完全修复，导致某种酶无法正常合成，而影响到生物的性状，这种基因对性状的控制可称为________(填“直接”或“间接”)控制。除此之外，基因还可以通过控制__________来控制生物的性状。
【答案】(1)基因的表达(基因的转录和翻译)　P53基因以及其转录形成的mRNA
(2)RNA聚合　翻译　(3)脱氧核糖核苷酸　碱基互补配对
(4)启动P21基因　(5)间接　蛋白质的结构
【解析】(1)图中①是基因控制蛋白质的合成过程，即基因表达过程；基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录过程的模板是P53基因的一条链，翻译过程的模板是P53基因转录形成的mRNA。(2)图中②是以DNA为模板合成RNA的转录过程，该过程需要RNA聚合酶；该过程产生的lncRNA之所以称为非编码长链，是因为它不能用于翻译过程，只能起到调控作用。(3)DNA分子进行修复所需原料是4种脱氧核糖核苷酸，同时亦遵循碱基互补配对原则。(4)据图可知，P53蛋白还具有启动P21基因功能，进而阻止DNA的复制。(5)若某DNA分子损伤未完全修复，导致某种酶无法正常合成，而影响到生物的性状，这种基因对性状的控制可称为间接控制，即基因通过控制酶的合成影响代谢，进而控制生物体的性状。除此之外，基因还可以通过控制蛋白质的结构来直接控制生物体的性状。
13．下面为基因与性状的关系示意图，请据图回答下列问题。
(1)通过①过程合成mRNA，在遗传学上称为________。
(2)在真核细胞的细胞核中，①过程的mRNA通过________进入到细胞质中，与________结合在一起指导蛋白质的生物合成。
(3)②过程称为________，需要的物质和结构有________________________________。
(4)在玉米的叶肉细胞中，能够进行过程①的细胞结构有________、________、________。
(5)基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成实现的。白化病是由于缺乏合成黑色素的酶所致，这属于基因对性状的________(填“直接”或“间接”)控制。
(6)从图中可以分析得知，生物的性状具有多样性的直接原因是________________________，根本原因是________________________。
【答案】(1)转录　(2)核孔　核糖体　(3)翻译　mRNA、氨基酸、tRNA、酶、ATP、核糖体　(4)细胞核　叶绿体　线粒体　(5)间接　(6)蛋白质的多样性　DNA的多样性
【解析】题中图示包括了基因与性状的关系的几个方面：①基因通过基因表达控制生物体的性状，即基因通过转录和翻译控制蛋白质的合成，直接控制生物的性状。转录是以DNA的一条链为模板，以四种核糖核苷酸为原料合成RNA的过程；翻译是以RNA为模板，以21种氨基酸为原料，合成蛋白质(肽链)的过程。②真核细胞中，转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质中，与核糖体结合在一起指导蛋白质的生物合成。③玉米叶肉细胞能够进行转录的细胞结构有细胞核、叶绿体和线粒体。④基因控制性状的方式一种是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，另一种是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，前者为直接控制，后者为间接控制。⑤生物性状具有多样性的直接原因是蛋白质的多样性，而根本原因则是DNA的多样性。