苏教版（2019）高中生物必修2同步练习题：2.3 第二课时 中心法则、细胞分化的本质及表观遗传（含解析）
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| 名称 | 苏教版（2019）高中生物必修2同步练习题：2.3 第二课时 中心法则、细胞分化的本质及表观遗传（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-23 16:08:30 | ||
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2024苏教版高中生物必修2同步
第二课时 中心法则、细胞分化的本质及表观遗传
题组一 中心法则
1.关于DNA复制、转录和逆转录的叙述,下列说法错误的是 ( )
A.逆转录和DNA复制的产物都是DNA
B.转录需要RNA聚合酶,逆转录需要逆转录酶
C.细胞中的DNA复制和逆转录都以DNA为模板
D.复制和逆转录所需要的原料都是脱氧核苷酸
2.作为生物学的核心规律之一,中心法则反映了遗传信息的传递和表达规律。在如图所示的中心法则中虚线表示少数生物遗传信息的流向。下列有关遗传信息流向的说法错误的是 ( )
A.DNA、RNA都是遗传信息的载体,蛋白质是遗传信息的表达产物
B.ATP可以为图中遗传信息的传递过程提供能量
C.过程②和④所需模板不同,所需的原料、酶都相同
D.染色体上基因的②③过程是在不同结构中进行的
3.(2021江苏南京师范大学附属扬子中学开学考试改编)如图表示生物界的中心法则,有关叙述正确的是 ( )
A.健康的人体内可以发生图中所有过程
B.烟草花叶病毒侵入宿主细胞后发生①→②→③→④的过程
C.⑤过程需要逆转录酶的参与
D.该图体现了基因能指导蛋白质的合成
4.如图表示有关遗传信息传递的模拟实验。下列相关叙述合理的是 ( )
A.若X是RNA,Y是DNA,则试管内必须加入解旋酶
B.若X是GTTGTACAA,Y含有U,则试管内必须加入逆转录酶
C.若X与Y都是DNA,则试管内必须加入氨基酸
D.若Y是蛋白质,X是mRNA,则试管内还要有其他RNA
题组二 基因与生物性状的关系
5.(2021江苏宿迁中学期中)一个人由于酪氨酸酶基因异常不能合成酪氨酸酶,进而不能将酪氨酸转变为黑色素,结果表型为白化病。这说明 ( )
A.基因能通过控制蛋白质结构直接控制生物性状
B.基因能通过控制蛋白质结构间接控制生物性状
C.基因能通过控制酶的合成控制代谢过程,进而直接控制生物的性状
D.基因能通过控制酶的合成控制代谢过程,进而间接控制生物的性状
6.(2021江苏南通海门中学月考)如图为基因与性状的关系,请根据图示判断下列选项,其中错误的是 ( )
A.染色体上的所有基因都能表达出相应的性状
B.多个基因可以影响和控制一个性状
C.单个基因可以影响和控制多个性状
D.图中的产物可以是酶、激素或者抗体
7.(2022江苏扬州中学期末改编)如图为基因的作用与性状表现流程示意图,关于该流程的叙述正确的是 ( )
A.①过程是基因选择性表达过程,不同细胞中表达的基因都不相同
B.若某段DNA上发生核苷酸序列改变,则相应的性状不一定改变
C.白化病属于基因控制蛋白质结构直接控制了生物的性状
D.某段DNA发生甲基化现象后通过①②过程一定不会形成蛋白质
题组三 细胞分化的本质
8.下列有关细胞分化的叙述,不正确的是 ( )
A.在不同的体细胞中,虽然基因组序列都一样,但基因表达是选择性的
B.miRNA对基因的调控发生在转录后的阶段
C.同一生物个体不同的细胞中DNA、mRNA、蛋白质的种类和数量互不相同
D.细胞分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果
9.鸡的输卵管细胞能合成卵清蛋白、红细胞能合成β-珠蛋白、胰岛细胞能合成胰岛素。如表是关于细胞中总RNA的分布,其中“+”表示含有,“-”表示不含有,①②③分别为 ( )
细胞总RNA
输卵管 细胞 红细胞 胰岛 细胞
卵清蛋白RNA + ② -
β-珠蛋白RNA ① + -
胰岛素RNA - - ③
A.--+ B.-+- C.+-- D.+-+
题组四 表观遗传
10.(2021江苏镇江丹阳高级中学期中)下列有关表观遗传的叙述,不正确的是 ( )
A.生物表观遗传中基因表达水平发生改变
B.生物表观遗传中表型发生改变
C.生物表观遗传中基因的碱基序列发生改变
D.生物表观遗传现象可以遗传给下一代
11.表观遗传现象普遍存在于生物体生命活动过程中,下列现象与表观遗传无关的是 ( )
A.基因组成相同的同卵双胞胎存在微小差异
B.一个蜂群中,蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的,它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同
C.两株柳穿鱼,除了花的形态结构不同,其他方面基本相同
D.一对色觉正常的夫妇,生育的两个男孩,一个色觉正常,一个患红绿色盲
能力提升练
题组一 基因表达与生物性状关系的综合
1.(2021江苏无锡天一中学期末改编)如图为人体基因对性状控制过程的示意图,下列说法错误的是 ( )
A.过程①为转录,需要基因1或基因2分子结构的一条链为模板
B.过程②在核糖体上进行,且遵循碱基互补配对原则
C.过程③发生异常时,人可能会表现出白化症状
D.基因1通过控制酶的合成来控制细胞代谢进而控制生物体的性状
2.(2021江苏宿迁期末)牵牛花的颜色主要是由花青素决定的,如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图,从图中不能得出的结论是 ( )
A.花的颜色由多个基因共同控制
B.基因可以通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物体的性状
C.生物性状由基因决定,也受环境影响
D.若基因③不表达,则基因①和基因②也不能表达
题组二 表观遗传作用机制
3.(2022江苏扬州期末)DNA甲基化是指DNA分子胞嘧啶上共价连接一个甲基(—CH3)。基因组中转录沉默区常被甲基化,在个体发育中甲基化区域是动态变化的。将携带甲基化和非甲基化肌动蛋白基因的重组DNA分别导入培养的细胞后,发现二者转录水平相同。下列推测合理的是( )
A.DNA甲基化改变了基因的碱基序列
B.启动子(可驱动基因转录出mRNA)甲基化影响其与核糖体结合
C.DNA甲基化不会影响细胞分化
D.培养细胞中可能存在去甲基化的酶
4.(2022江苏连云港期中)某实验鼠毛色受一对等位基因Avy和a控制,Avy为显性基因,表现为黄色,a为隐性基因,表现为黑色。Avy基因上某些位点甲基化程度越高,其表达受抑制越明显,毛色越深。将纯种黄色小鼠与纯种黑色小鼠杂交,F1表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。有关表述正确的是 ( )
A.F1小鼠的基因型均为Avya
B.该遗传过程不遵循基因分离定律
C.F1小鼠自由交配不出现黑色小鼠
D.甲基化改变了Avy基因中的碱基序列,影响了表型
5.(多选)(2021江苏徐州期中改编)在一个蜂群中,少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王,而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。Dnmt3蛋白是Dnmt3基因表达的一种DNA甲基转移酶,能使DNA上某些基因甲基化(如图所示),进而影响基因的表达。敲除Dnmt3基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,这与取食蜂王浆有相同的效果。下列有关叙述正确的是 ( )
A.据图可知,5-甲基胞嘧啶在DNA分子中可以与鸟嘌呤配对
B.蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内Dnmt3基因被甲基化有关
C.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
D.被甲基化的DNA片段中碱基序列发生改变,使生物的性状发生改变
6.(2021江苏连云港适应性考试)表观遗传是指DNA序列不改变,而表型发生可遗传的变化的现象。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子(启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列)上存在富含双核苷酸“CG”的区域,称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成了5-甲基胞嘧啶,但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示),从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化;维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点,使其全甲基化。请回答。
图1
图2
(1)由上述材料可知,DNA甲基化 (选填“会”或“不会”)改变基因转录产物的碱基序列。
(2)由于图2中过程①的方式是 ,所以其产物都是 甲基化的,过程②必须经过 的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(3)小鼠的A基因可编码胰岛素生长因子-2(IGF-2),a基因无此功能(A、a位于常染色体上)。IGF-2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质,缺乏时小鼠表现为个体矮小。在小鼠胚胎中,来自父本的A基因能够表达,来自母本的则不能表达。检测发现,这对基因的启动子在精子中是非甲基化的,在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交,则F1的表型应为 。F1雌雄个体间随机交配,则F2的表型及其比例应为 。
(4)5-氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是AZA在 过程中掺入DNA分子,导致与DNA结合的甲基化酶活性降低,从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是AZA与“CG岛”中的 竞争甲基化酶,从而降低DNA的甲基化程度。
答案全解全析
基础过关练
1.C 2.C 3.D 4.D 5.D 6.A 7.B 8.C
9.A 10.C 11.D
1.C DNA复制是以DNA的两条链为模板,以脱氧核苷酸为原料合成DNA的过程,逆转录是以RNA为模板,以脱氧核苷酸为原料合成DNA的过程,A、D正确,C错误;转录是以DNA的一条链为模板,以核糖核苷酸为原料合成RNA的过程,该过程需要RNA聚合酶的参与,逆转录需要逆转录酶的参与,B正确。
2.C 由分析可知,在遗传信息的传递过程中,DNA、RNA是遗传信息的载体,蛋白质是遗传信息表达的产物,A正确;ATP作为直接能源物质,可以为中心法则中遗传信息的传递过程提供能量,B正确;过程②表示转录,过程④表示RNA复制,二者需要的模板、酶的种类都不相同,其中过程②的模板为DNA的一条链,需要RNA聚合酶的催化,而过程④的模板为RNA,需要RNA复制酶的催化,C错误;染色体上基因的②转录、③翻译过程分别在细胞核和核糖体中进行,D正确。
3.D 分析题图可知,①为DNA复制,②为转录,③⑥为翻译,④为逆转录,⑤为RNA复制。健康的人体内可以发生图中①②③过程,而不会发生④⑤⑥过程,A错误;烟草花叶病毒是自我复制型RNA病毒,侵入宿主细胞后发生⑤RNA复制和⑥翻译过程,B错误;④过程需要逆转录酶的参与,C错误;题图体现了基因能指导蛋白质的合成,D正确。
4.D 若X是RNA,Y是DNA,则试管内模拟的是逆转录过程,必须加入逆转录酶,解旋酶参与DNA的复制过程,A错误;若X是GTTGTACAA,即DNA单链,Y含有U,即RNA,则试管内模拟的是转录过程,必须加入RNA聚合酶,B错误;若X与Y都是DNA,则试管内模拟的是DNA的复制过程,该过程的原料是脱氧核苷酸,C错误;若X是mRNA,Y是蛋白质,则试管内模拟的是翻译过程,还要有其他RNA的参与,D正确。
5.D 酪氨酸酶基因控制酪氨酸酶的合成,酪氨酸酶催化酪氨酸转变为黑色素,这一代谢过程说明基因能通过控制酶的合成控制代谢过程,进而间接控制生物的性状,D正确,A、B、C错误。
6.A 由于基因的选择性表达,染色体上的基因不一定都能表达出相应的性状,A错误;性状E由三种基因决定,表明多个基因可以影响和控制一个性状,B正确;由题图可知,性状A、B、C、D由同一种基因决定,说明单个基因可以影响和控制多个性状,C正确;图中产物的化学本质是蛋白质,可以是酶、激素或抗体,D正确。
7.B ①过程是转录,不同细胞中表达的基因不都相同,A错误;如某段DNA上的非基因部分发生核苷酸序列改变,则形成的蛋白质不会改变,相应的性状不发生改变,B正确;白化病属于基因控制酶的合成控制代谢过程,进而间接控制生物性状,C错误;甲基化会引起基因表达水平下降,某段DNA发生甲基化现象后通过①②过程也可以形成蛋白质,但形成的蛋白质数量可能减少,D错误。
8.C 在不同的体细胞中,虽然基因组序列都一样,但基因的表达却是有选择性的(教材P66),A正确;miRNA在转录后介导对mRNA的降解,从而抑制翻译过程,B正确;同一个体的不同种类细胞中,基因进行选择性表达,所以不同细胞中的mRNA和蛋白质不完全相同,但DNA相同,C错误;细胞分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果,D正确。
9.A 根据题意可知,不同细胞中发生基因的选择性表达。鸡的输卵管细胞能合成卵清蛋白,因此鸡的输卵管细胞中含有卵清蛋白RNA,而不含有β-珠蛋白RNA和胰岛素RNA,即①处为-;红细胞能合成β-珠蛋白,因此红细胞中含有β-珠蛋白RNA,而不含有卵清蛋白RNA和胰岛素RNA,即②处为-;胰岛细胞能合成胰岛素,因此胰岛细胞中含有胰岛素RNA,而不含有卵清蛋白RNA和β-珠蛋白RNA,即③处为+。
10.C 表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,而表型发生可遗传变化的现象(教材P66),C错误。
11.D A、B、C三项所叙述内容都是生物体基因的碱基序列保持不变,表型发生变化的现象,与表观遗传有关;人类红绿色盲属于伴X染色体隐性遗传病,一对色觉正常的夫妇,生育的两个男孩,一个色觉正常,一个患红绿色盲,基因型不同,则表型不同,与表观遗传无关,D符合题意。
能力提升练
1.D 2.D 3.D 4.A 5.ABC
1.D ①过程是转录,需要以DNA的一条链为模板,A正确;②是翻译过程,在核糖体上进行,且遵循碱基互补配对原则,B正确;过程③发生异常时,酪氨酸不能合成黑色素,人可能会表现出白化症状,C正确;据图可知基因2是通过控制酶的合成来控制细胞代谢进而控制生物体的性状,D错误。
2.D 花的颜色主要由花青素决定,而花青素的合成是由多个基因共同控制的,A不符合题意;基因①②③分别通过控制酶1、2、3的合成来控制花青素的合成,B不符合题意;花青素在不同条件下显示不同颜色,说明环境因素也会影响花色,C不符合题意;基因具有独立性,基因③不表达,基因①和基因②仍然能够表达,且从图中也不能得出“若基因③不表达,则基因①和基因②也不能表达”的结论,D符合题意。
3.D DNA甲基化不会导致基因碱基序列的改变,A错误;启动子甲基化影响基因与RNA聚合酶结合,进而影响该基因的转录,而核糖体与mRNA结合进行翻译,所以启动子不与核糖体结合,B错误;由题干信息分析可知,基因组中转录沉默区常被甲基化,所以DNA甲基化可导致mRNA合成受阻,即会影响基因表达,而细胞分化的实质是基因的选择性表达,因此DNA甲基化可能会影响细胞分化,C错误;由题干信息分析可知,将携带甲基化和非甲基化肌动蛋白基因的重组DNA分别导入培养的细胞后,二者转录水平一致,推测培养细胞中可能存在去甲基化的酶将甲基基团移除,D正确。
4.A 纯种黄色小鼠(AvyAvy)与纯种黑色小鼠(aa)杂交,F1小鼠的基因型均为Avya,A正确;Avy和a是一对等位基因,位于一对同源染色体上,其遗传遵循基因分离定律,B错误;F1小鼠能产生Avy和a两种配子,所以自由交配能出现黑色小鼠,C错误;根据题意可知,Avy基因的碱基甲基化修饰可能阻碍了基因的转录过程,但没有改变Avy基因中的碱基序列,D错误。
5.ABC 5-甲基胞嘧啶在DNA分子中可以与鸟嘌呤配对,A正确;Dnmt3蛋白是Dnmt3基因表达的一种DNA甲基转移酶,敲除Dnmt3基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,这说明蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内Dnmt3基因被甲基化有关,B正确;DNA甲基化后能使DNA某些区域添加甲基基团,影响基因的表达,可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合,C正确;被甲基化的DNA片段中碱基序列未发生改变,D错误。
6.答案 (1)不会 (2)半保留复制 半 维持甲基化酶 (3)全部正常 正常∶矮小=1∶1 (4)DNA复制 胞嘧啶
解析 (1)表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,而表型发生可遗传的变化的现象,所以DNA甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列。(2)DNA复制方式为半保留复制;图2中①过程的产物都是半甲基化的;由于从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化,而维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点,使其全甲基化,因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。(3)若纯合矮小雌鼠(aa)与纯合正常雄鼠(AA)杂交,则F1的基因型均为Aa,表型是(全部)正常。F1雌雄个体(父Aa×母Aa)间随机交配,由于来自父本的A基因能够表达,来自母本的A基因不能表达,则F2的表型及其比例应为正常∶矮小=1∶1。(4)5-氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病,由于甲基化离不开甲基化酶,由此可推知AZA可能的作用机制之一是AZA在DNA复制过程中掺入DNA分子,导致与DNA结合的甲基化酶活性降低,从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是AZA与“CG岛”中的胞嘧啶竞争甲基化酶,从而降低DNA的甲基化程度。
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2024苏教版高中生物必修2同步
第二课时 中心法则、细胞分化的本质及表观遗传
题组一 中心法则
1.关于DNA复制、转录和逆转录的叙述,下列说法错误的是 ( )
A.逆转录和DNA复制的产物都是DNA
B.转录需要RNA聚合酶,逆转录需要逆转录酶
C.细胞中的DNA复制和逆转录都以DNA为模板
D.复制和逆转录所需要的原料都是脱氧核苷酸
2.作为生物学的核心规律之一,中心法则反映了遗传信息的传递和表达规律。在如图所示的中心法则中虚线表示少数生物遗传信息的流向。下列有关遗传信息流向的说法错误的是 ( )
A.DNA、RNA都是遗传信息的载体,蛋白质是遗传信息的表达产物
B.ATP可以为图中遗传信息的传递过程提供能量
C.过程②和④所需模板不同,所需的原料、酶都相同
D.染色体上基因的②③过程是在不同结构中进行的
3.(2021江苏南京师范大学附属扬子中学开学考试改编)如图表示生物界的中心法则,有关叙述正确的是 ( )
A.健康的人体内可以发生图中所有过程
B.烟草花叶病毒侵入宿主细胞后发生①→②→③→④的过程
C.⑤过程需要逆转录酶的参与
D.该图体现了基因能指导蛋白质的合成
4.如图表示有关遗传信息传递的模拟实验。下列相关叙述合理的是 ( )
A.若X是RNA,Y是DNA,则试管内必须加入解旋酶
B.若X是GTTGTACAA,Y含有U,则试管内必须加入逆转录酶
C.若X与Y都是DNA,则试管内必须加入氨基酸
D.若Y是蛋白质,X是mRNA,则试管内还要有其他RNA
题组二 基因与生物性状的关系
5.(2021江苏宿迁中学期中)一个人由于酪氨酸酶基因异常不能合成酪氨酸酶,进而不能将酪氨酸转变为黑色素,结果表型为白化病。这说明 ( )
A.基因能通过控制蛋白质结构直接控制生物性状
B.基因能通过控制蛋白质结构间接控制生物性状
C.基因能通过控制酶的合成控制代谢过程,进而直接控制生物的性状
D.基因能通过控制酶的合成控制代谢过程,进而间接控制生物的性状
6.(2021江苏南通海门中学月考)如图为基因与性状的关系,请根据图示判断下列选项,其中错误的是 ( )
A.染色体上的所有基因都能表达出相应的性状
B.多个基因可以影响和控制一个性状
C.单个基因可以影响和控制多个性状
D.图中的产物可以是酶、激素或者抗体
7.(2022江苏扬州中学期末改编)如图为基因的作用与性状表现流程示意图,关于该流程的叙述正确的是 ( )
A.①过程是基因选择性表达过程,不同细胞中表达的基因都不相同
B.若某段DNA上发生核苷酸序列改变,则相应的性状不一定改变
C.白化病属于基因控制蛋白质结构直接控制了生物的性状
D.某段DNA发生甲基化现象后通过①②过程一定不会形成蛋白质
题组三 细胞分化的本质
8.下列有关细胞分化的叙述,不正确的是 ( )
A.在不同的体细胞中,虽然基因组序列都一样,但基因表达是选择性的
B.miRNA对基因的调控发生在转录后的阶段
C.同一生物个体不同的细胞中DNA、mRNA、蛋白质的种类和数量互不相同
D.细胞分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果
9.鸡的输卵管细胞能合成卵清蛋白、红细胞能合成β-珠蛋白、胰岛细胞能合成胰岛素。如表是关于细胞中总RNA的分布,其中“+”表示含有,“-”表示不含有,①②③分别为 ( )
细胞总RNA
输卵管 细胞 红细胞 胰岛 细胞
卵清蛋白RNA + ② -
β-珠蛋白RNA ① + -
胰岛素RNA - - ③
A.--+ B.-+- C.+-- D.+-+
题组四 表观遗传
10.(2021江苏镇江丹阳高级中学期中)下列有关表观遗传的叙述,不正确的是 ( )
A.生物表观遗传中基因表达水平发生改变
B.生物表观遗传中表型发生改变
C.生物表观遗传中基因的碱基序列发生改变
D.生物表观遗传现象可以遗传给下一代
11.表观遗传现象普遍存在于生物体生命活动过程中,下列现象与表观遗传无关的是 ( )
A.基因组成相同的同卵双胞胎存在微小差异
B.一个蜂群中,蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的,它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同
C.两株柳穿鱼,除了花的形态结构不同,其他方面基本相同
D.一对色觉正常的夫妇,生育的两个男孩,一个色觉正常,一个患红绿色盲
能力提升练
题组一 基因表达与生物性状关系的综合
1.(2021江苏无锡天一中学期末改编)如图为人体基因对性状控制过程的示意图,下列说法错误的是 ( )
A.过程①为转录,需要基因1或基因2分子结构的一条链为模板
B.过程②在核糖体上进行,且遵循碱基互补配对原则
C.过程③发生异常时,人可能会表现出白化症状
D.基因1通过控制酶的合成来控制细胞代谢进而控制生物体的性状
2.(2021江苏宿迁期末)牵牛花的颜色主要是由花青素决定的,如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图,从图中不能得出的结论是 ( )
A.花的颜色由多个基因共同控制
B.基因可以通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物体的性状
C.生物性状由基因决定,也受环境影响
D.若基因③不表达,则基因①和基因②也不能表达
题组二 表观遗传作用机制
3.(2022江苏扬州期末)DNA甲基化是指DNA分子胞嘧啶上共价连接一个甲基(—CH3)。基因组中转录沉默区常被甲基化,在个体发育中甲基化区域是动态变化的。将携带甲基化和非甲基化肌动蛋白基因的重组DNA分别导入培养的细胞后,发现二者转录水平相同。下列推测合理的是( )
A.DNA甲基化改变了基因的碱基序列
B.启动子(可驱动基因转录出mRNA)甲基化影响其与核糖体结合
C.DNA甲基化不会影响细胞分化
D.培养细胞中可能存在去甲基化的酶
4.(2022江苏连云港期中)某实验鼠毛色受一对等位基因Avy和a控制,Avy为显性基因,表现为黄色,a为隐性基因,表现为黑色。Avy基因上某些位点甲基化程度越高,其表达受抑制越明显,毛色越深。将纯种黄色小鼠与纯种黑色小鼠杂交,F1表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。有关表述正确的是 ( )
A.F1小鼠的基因型均为Avya
B.该遗传过程不遵循基因分离定律
C.F1小鼠自由交配不出现黑色小鼠
D.甲基化改变了Avy基因中的碱基序列,影响了表型
5.(多选)(2021江苏徐州期中改编)在一个蜂群中,少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王,而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。Dnmt3蛋白是Dnmt3基因表达的一种DNA甲基转移酶,能使DNA上某些基因甲基化(如图所示),进而影响基因的表达。敲除Dnmt3基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,这与取食蜂王浆有相同的效果。下列有关叙述正确的是 ( )
A.据图可知,5-甲基胞嘧啶在DNA分子中可以与鸟嘌呤配对
B.蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内Dnmt3基因被甲基化有关
C.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
D.被甲基化的DNA片段中碱基序列发生改变,使生物的性状发生改变
6.(2021江苏连云港适应性考试)表观遗传是指DNA序列不改变,而表型发生可遗传的变化的现象。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子(启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列)上存在富含双核苷酸“CG”的区域,称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成了5-甲基胞嘧啶,但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示),从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化;维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点,使其全甲基化。请回答。
图1
图2
(1)由上述材料可知,DNA甲基化 (选填“会”或“不会”)改变基因转录产物的碱基序列。
(2)由于图2中过程①的方式是 ,所以其产物都是 甲基化的,过程②必须经过 的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(3)小鼠的A基因可编码胰岛素生长因子-2(IGF-2),a基因无此功能(A、a位于常染色体上)。IGF-2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质,缺乏时小鼠表现为个体矮小。在小鼠胚胎中,来自父本的A基因能够表达,来自母本的则不能表达。检测发现,这对基因的启动子在精子中是非甲基化的,在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交,则F1的表型应为 。F1雌雄个体间随机交配,则F2的表型及其比例应为 。
(4)5-氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是AZA在 过程中掺入DNA分子,导致与DNA结合的甲基化酶活性降低,从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是AZA与“CG岛”中的 竞争甲基化酶,从而降低DNA的甲基化程度。
答案全解全析
基础过关练
1.C 2.C 3.D 4.D 5.D 6.A 7.B 8.C
9.A 10.C 11.D
1.C DNA复制是以DNA的两条链为模板,以脱氧核苷酸为原料合成DNA的过程,逆转录是以RNA为模板,以脱氧核苷酸为原料合成DNA的过程,A、D正确,C错误;转录是以DNA的一条链为模板,以核糖核苷酸为原料合成RNA的过程,该过程需要RNA聚合酶的参与,逆转录需要逆转录酶的参与,B正确。
2.C 由分析可知,在遗传信息的传递过程中,DNA、RNA是遗传信息的载体,蛋白质是遗传信息表达的产物,A正确;ATP作为直接能源物质,可以为中心法则中遗传信息的传递过程提供能量,B正确;过程②表示转录,过程④表示RNA复制,二者需要的模板、酶的种类都不相同,其中过程②的模板为DNA的一条链,需要RNA聚合酶的催化,而过程④的模板为RNA,需要RNA复制酶的催化,C错误;染色体上基因的②转录、③翻译过程分别在细胞核和核糖体中进行,D正确。
3.D 分析题图可知,①为DNA复制,②为转录,③⑥为翻译,④为逆转录,⑤为RNA复制。健康的人体内可以发生图中①②③过程,而不会发生④⑤⑥过程,A错误;烟草花叶病毒是自我复制型RNA病毒,侵入宿主细胞后发生⑤RNA复制和⑥翻译过程,B错误;④过程需要逆转录酶的参与,C错误;题图体现了基因能指导蛋白质的合成,D正确。
4.D 若X是RNA,Y是DNA,则试管内模拟的是逆转录过程,必须加入逆转录酶,解旋酶参与DNA的复制过程,A错误;若X是GTTGTACAA,即DNA单链,Y含有U,即RNA,则试管内模拟的是转录过程,必须加入RNA聚合酶,B错误;若X与Y都是DNA,则试管内模拟的是DNA的复制过程,该过程的原料是脱氧核苷酸,C错误;若X是mRNA,Y是蛋白质,则试管内模拟的是翻译过程,还要有其他RNA的参与,D正确。
5.D 酪氨酸酶基因控制酪氨酸酶的合成,酪氨酸酶催化酪氨酸转变为黑色素,这一代谢过程说明基因能通过控制酶的合成控制代谢过程,进而间接控制生物的性状,D正确,A、B、C错误。
6.A 由于基因的选择性表达,染色体上的基因不一定都能表达出相应的性状,A错误;性状E由三种基因决定,表明多个基因可以影响和控制一个性状,B正确;由题图可知,性状A、B、C、D由同一种基因决定,说明单个基因可以影响和控制多个性状,C正确;图中产物的化学本质是蛋白质,可以是酶、激素或抗体,D正确。
7.B ①过程是转录,不同细胞中表达的基因不都相同,A错误;如某段DNA上的非基因部分发生核苷酸序列改变,则形成的蛋白质不会改变,相应的性状不发生改变,B正确;白化病属于基因控制酶的合成控制代谢过程,进而间接控制生物性状,C错误;甲基化会引起基因表达水平下降,某段DNA发生甲基化现象后通过①②过程也可以形成蛋白质,但形成的蛋白质数量可能减少,D错误。
8.C 在不同的体细胞中,虽然基因组序列都一样,但基因的表达却是有选择性的(教材P66),A正确;miRNA在转录后介导对mRNA的降解,从而抑制翻译过程,B正确;同一个体的不同种类细胞中,基因进行选择性表达,所以不同细胞中的mRNA和蛋白质不完全相同,但DNA相同,C错误;细胞分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果,D正确。
9.A 根据题意可知,不同细胞中发生基因的选择性表达。鸡的输卵管细胞能合成卵清蛋白,因此鸡的输卵管细胞中含有卵清蛋白RNA,而不含有β-珠蛋白RNA和胰岛素RNA,即①处为-;红细胞能合成β-珠蛋白,因此红细胞中含有β-珠蛋白RNA,而不含有卵清蛋白RNA和胰岛素RNA,即②处为-;胰岛细胞能合成胰岛素,因此胰岛细胞中含有胰岛素RNA,而不含有卵清蛋白RNA和β-珠蛋白RNA,即③处为+。
10.C 表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,而表型发生可遗传变化的现象(教材P66),C错误。
11.D A、B、C三项所叙述内容都是生物体基因的碱基序列保持不变,表型发生变化的现象,与表观遗传有关;人类红绿色盲属于伴X染色体隐性遗传病,一对色觉正常的夫妇,生育的两个男孩,一个色觉正常,一个患红绿色盲,基因型不同,则表型不同,与表观遗传无关,D符合题意。
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1.D 2.D 3.D 4.A 5.ABC
1.D ①过程是转录,需要以DNA的一条链为模板,A正确;②是翻译过程,在核糖体上进行,且遵循碱基互补配对原则,B正确;过程③发生异常时,酪氨酸不能合成黑色素,人可能会表现出白化症状,C正确;据图可知基因2是通过控制酶的合成来控制细胞代谢进而控制生物体的性状,D错误。
2.D 花的颜色主要由花青素决定,而花青素的合成是由多个基因共同控制的,A不符合题意;基因①②③分别通过控制酶1、2、3的合成来控制花青素的合成,B不符合题意;花青素在不同条件下显示不同颜色,说明环境因素也会影响花色,C不符合题意;基因具有独立性,基因③不表达,基因①和基因②仍然能够表达,且从图中也不能得出“若基因③不表达,则基因①和基因②也不能表达”的结论,D符合题意。
3.D DNA甲基化不会导致基因碱基序列的改变,A错误;启动子甲基化影响基因与RNA聚合酶结合,进而影响该基因的转录,而核糖体与mRNA结合进行翻译,所以启动子不与核糖体结合,B错误;由题干信息分析可知,基因组中转录沉默区常被甲基化,所以DNA甲基化可导致mRNA合成受阻,即会影响基因表达,而细胞分化的实质是基因的选择性表达,因此DNA甲基化可能会影响细胞分化,C错误;由题干信息分析可知,将携带甲基化和非甲基化肌动蛋白基因的重组DNA分别导入培养的细胞后,二者转录水平一致,推测培养细胞中可能存在去甲基化的酶将甲基基团移除,D正确。
4.A 纯种黄色小鼠(AvyAvy)与纯种黑色小鼠(aa)杂交,F1小鼠的基因型均为Avya,A正确;Avy和a是一对等位基因,位于一对同源染色体上,其遗传遵循基因分离定律,B错误;F1小鼠能产生Avy和a两种配子,所以自由交配能出现黑色小鼠,C错误;根据题意可知,Avy基因的碱基甲基化修饰可能阻碍了基因的转录过程,但没有改变Avy基因中的碱基序列,D错误。
5.ABC 5-甲基胞嘧啶在DNA分子中可以与鸟嘌呤配对,A正确;Dnmt3蛋白是Dnmt3基因表达的一种DNA甲基转移酶,敲除Dnmt3基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,这说明蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内Dnmt3基因被甲基化有关,B正确;DNA甲基化后能使DNA某些区域添加甲基基团,影响基因的表达,可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合,C正确;被甲基化的DNA片段中碱基序列未发生改变,D错误。
6.答案 (1)不会 (2)半保留复制 半 维持甲基化酶 (3)全部正常 正常∶矮小=1∶1 (4)DNA复制 胞嘧啶
解析 (1)表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,而表型发生可遗传的变化的现象,所以DNA甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列。(2)DNA复制方式为半保留复制;图2中①过程的产物都是半甲基化的;由于从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化,而维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点,使其全甲基化,因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。(3)若纯合矮小雌鼠(aa)与纯合正常雄鼠(AA)杂交,则F1的基因型均为Aa,表型是(全部)正常。F1雌雄个体(父Aa×母Aa)间随机交配,由于来自父本的A基因能够表达,来自母本的A基因不能表达,则F2的表型及其比例应为正常∶矮小=1∶1。(4)5-氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病,由于甲基化离不开甲基化酶,由此可推知AZA可能的作用机制之一是AZA在DNA复制过程中掺入DNA分子,导致与DNA结合的甲基化酶活性降低,从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是AZA与“CG岛”中的胞嘧啶竞争甲基化酶,从而降低DNA的甲基化程度。
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