4.2《基因表达与形状的关系》课时同步练2023~2024学年高中生物人教版（2019）必修2（含答案）

《基因表达与形状的关系》课时同步练
【夯实基础】
1.同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的,造成这种差异的主要原因是(　　)
A.二者所处的细胞周期不同
B.二者所合成的特定蛋白不同
C.二者所含的基因组不同
D.二者核DNA的复制方式不同
2.豌豆淀粉分支酶是否异常,会决定豌豆表现为圆粒还是皱粒,这可以说明(　　)
A.基因型不同,性状一定不同
B.基因通过控制酶的合成,控制生物体的性状
C.基因通过控制激素的合成,控制生物体的性状
D.基因通过控制蛋白质结构,控制生物体的性状
3.下列对细胞分化不同水平的分析中,错误的是(　　)
A.从细胞水平分析,细胞分化时细胞形态、结构和功能发生了改变
B.从细胞器水平分析,细胞分化时细胞器的数目、种类发生了改变
C.从核酸角度分析,细胞分化是基因选择性表达的结果
D.从蛋白质角度分析,细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果,这也是细胞分化的根本原因
4.如图是某细菌体内精氨酸的合成途径,下列叙述正确的是(　　)
A.若酶1基因发生异常,中间产物Ⅰ可能无法形成
B.精氨酸的合成是由3对等位基因共同控制的
C.基因通过控制蛋白质的形成直接控制精氨酸的合成
D.酶1基因不表达,则酶2基因和酶3基因也不表达
5.曼陀罗茎的颜色有紫色和绿色,由一对等位基因控制,紫色和绿色曼陀罗进行杂交,在夏季温度较高时,F1的茎为紫色,但在温度较低、光照较弱时,F1的茎为浅紫色,下列有关叙述错误的是(　　)
A.在夏季温度较高时,F1的茎为紫色,说明此时紫茎对绿茎为完全显性
B.在温度较低、光照较弱时,F1的茎为浅紫色,说明此时紫茎对绿茎为共显性
C.在温度较低、光照较弱时,F1的茎为浅紫色,但相应等位基因的遗传仍遵循分离定律
D.上述事实说明,基因与外界环境共同影响着等位基因的显隐性关系
6.喜马拉雅兔初生时全身的毛是白色的,随着成长身体各个末端的毛呈黑色。原因是机体深部温度较高导致合成黑色素相关的酶失去活性,身体末端的温度较低,合成黑色素相关的酶保持催化活性。下列相关叙述错误的是(　　)
A.喜马拉雅兔的毛色受环境因素影响
B.较高温度破坏酶的空间结构使酶失活
C.与黑色素合成相关的酶的活性对温度敏感
D.基因选择性表达导致喜马拉雅兔毛色不同
7.DNA甲基化发生于DNA的CG序列密集区。发生甲基化后,该段DNA和甲基化DNA结合蛋白相结合,DNA链发生高度紧密排列,无法与其他转录因子、RNA聚合酶结合,所以这段DNA的基因就无法得到表达。下列相关说法错误的是(　　)
A.DNA甲基化的修饰可遗传给后代
B.柳穿鱼的Lcyc基因高度甲基化导致Lcyc基因不表达
C.基因碱基序列的甲基化程度越高,基因表达受到的抑制作用越明显
D.吸烟会降低细胞内DNA的甲基化水平
8.多组黄色小鼠(AvyAvy)与黑色小鼠(aa)杂交,F1中小鼠表现出不同的体色,是介于黄色和黑色之间的一些过渡类型。经研究,不同体色小鼠的Avy基因中碱基序列相同,但其上CpG二核苷酸有不同程度的甲基化现象。甲基化程度越高,Avy基因的表达受到的抑制作用越明显。有关推测错误的是　(　　)
A.基因的甲基化使Avy基因的碱基序列发生改变
B.无法用孟德尔的遗传规律解释基因的甲基化现象
C.基因的甲基化程度越高,F1小鼠身体的颜色就越深
D.基因的甲基化可能阻止RNA聚合酶与该基因的结合
【能力提升】
1.下列有关基因型、性状和环境的叙述,错误的是(　　)
A.两个个体的身高不相同,二者的基因型可能相同,也可能不相同
B.某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色,这种变化是由环境造成的
C.O型血夫妇的子代都是O型血,说明该性状是由遗传因素决定的
D.高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,说明该相对性状是由环境决定的
2.研究发现人体生物钟的分子机制如图所示。下丘脑SCN细胞中,基因表达产物PER蛋白浓度呈周期性变化,振荡周期为24 h。下列相关分析正确的是(　　)
A.PER基因只存在于下丘脑SCN细胞中
B.图中核糖体的移动方向是从左向右
C.如果过程③促进PER基因的表达,PER蛋白在细胞中的浓度会持续增加
D.一个mRNA分子上可结合多个核糖体翻译出多条不同的肽链
3.如图表示生物基因的表达过程,下列叙述与该图相符的是(　　)
图1
图2
A.图1可发生在绿藻细胞中,图2可发生在蓝细菌细胞中
B.DNA-RNA杂交区域中A只与T配对
C.图1翻译的结果是得到了多条氨基酸序列相同的多肽链
D.图2中①②③的合成均与核仁有关
4.真核细胞部分蛋白质需在内质网中进行加工。研究发现,错误折叠的蛋白质会通过与内质网中的伴侣蛋白结合而被“扣留”在内质网中,直到正确折叠,如图所示。下列叙述错误的是　(　　)
A.错误折叠的蛋白作为信号调控伴侣蛋白基因的表达
B.转录因子和伴侣蛋白mRNA通过核孔进出细胞核
C.伴侣蛋白能使错误折叠的蛋白空间结构发生改变
D.蛋白A和伴侣蛋白由细胞核中的同一基因编码
5.在某类兔子中,毛的黑色与白色是一对相对性状,黑色为显性性状(W),白色为隐性性状(w),如图显示两项交配,亲代兔子A、B、P、Q均为纯合子,则下列叙述不合理的是(　　)
A.比较兔C与兔D的表型,说明温度能影响兔子毛色
B.将兔D与兔S中的雌雄兔交配得到子代,在15 ℃中成长,表型最可能是黑色
C.将兔C与兔D中的雌雄兔交配得到子代,在30 ℃中成长,表型黑∶白=1∶1
D.将兔R与兔S中的雌雄兔交配得到子代,在15 ℃中成长,全部表现为白色
6.研究发现,肌肉萎缩性侧索硬化症(即“渐冻症”)患者体内的某段基因发生了改变,导致神经元合成了某种毒蛋白,从而阻碍了轴突内营养物质的流动。最新实验表明,利用诱导多功能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞,然后移植给渐冻症实验鼠,能延长其寿命。下列相关描述正确的是　(　　)
A.iPS细胞能分裂形成多种细胞,缘于其DNA和体细胞的不同
B.iPS细胞分化成的多种细胞中,DNA种类和数量完全相同
C.渐冻症体现了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制性状
D.临床上给渐冻症患者植入iPS细胞就能治愈该种疾病
7.牵牛花的颜色主要是由花青素决定的,下图为花青素的合成与颜色变化途径示意图,从图中不可以得出(　　)
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
C.生物性状由基因决定,也受环境影响
D.若基因①不表达,则基因②和基因③不表达
8.如图表示某种生物细胞内基因表达的部分过程(④代表核糖体,⑤代表多肽链)。下列叙述正确的是(　　)
A.①②链之间和②③链之间的碱基配对方式完全不同
B.②链中的G和③链中的G都代表鸟嘌呤核糖核苷酸
C.基因中的遗传信息通过②链传递到⑤需要RNA参与
D.一个核糖体通常可结合多条③链以提高⑤的合成速率
9.如图所示,hok基因位于大肠杆菌的R1质粒上,能编码产生一种毒蛋白,会导致自身细胞裂解死亡,另一基因sok也在这个质粒上,转录产生的sokmRNA能与hokmRNA结合,这两种mRNA结合形成的产物能被酶降解,从而阻止细胞死亡。下列说法合理的是(　　)
A.sokmRNA和hokmRNA碱基序列相同
B.当sokmRNA存在时,hok基因不会转录
C.当sokmRNA不存在时,大肠杆菌细胞会裂解死亡
D.两种mRNA结合形成的产物能够表达相关酶,并将其分解
10.(不定项)基因上游序列的胞嘧啶被甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶,导致相应的基因失活而不能转录;未被甲基化的基因仍可以控制合成相应的蛋白质。DNA的甲基化可调控基因的表达,调控简图如下,下列分析错误的是　(　　)
A.甲基化直接抑制翻译过程从而使基因无法控制合成相应的蛋白质
B.基因B失活可能是因为甲基化的基因片段不能与DNA聚合酶结合
C.甲基化改变了DNA分子的化学元素组成和碱基中嘌呤的比例
D.人体肌细胞中与血红蛋白合成有关的基因可能被甲基化
11.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,回答下列问题:
(1)DNA甲基化是指在DNA碱基上选择性添加甲基,是表观遗传中常见的现象之一。某些基因特定位点被甲基化,使　　　　酶不能与之结合,抑制转录过程,从而导致生物的　　　　发生改变。去甲基化后,该基因恢复功能。
(2)研究发现:小鼠胚胎中只要来自父方的A、a基因均不会甲基化(原来甲基化的基因去甲基化),来自母方的A、a基因均被甲基化。现有纯合矮小雌鼠(aa)与纯合正常雄鼠(AA)杂交,则F1的表型为　　　　,F1雌雄个体随机交配,F2的表型及比例为　　　　　　　　。
12.请阅读短文,回答问题。
氨基酸家族的新成员
　　氨基酸是蛋白质的基本单位,在遗传信息的传递过程中,由A、U、C、G四种碱基构成的“核酸语言”,通过三个碱基形成的密码子转变成20种常见的天然氨基酸组成的“蛋白质语言”。人们很早就破译得到了包括64个密码子的传统密码子表(如表中为部分密码子)。
第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基
U C A G
U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U
苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C
亮氨酸 丝氨酸 终止 终止 A
亮氨酸 丝氨酸 终止 色氨酸 G
…… …… ……
　　1986年,科学家在研究谷胱甘肽过氧化物酶的作用时,发现了硒代半胱氨酸(Sec)。通过比较含硒(Se)多肽链的基因序列和氨基酸序列,证实了UGA是编码Sec的密码子。因为这种新发现的氨基酸在结构上可视为半胱氨酸(如图)侧链上的S被Se取代的产物,所以它被称为Sec。又因为它是在20种常见的天然蛋白质氨基酸之后发现的,所以又被称为第21种蛋白质氨基酸。
　　研究发现,密码子UGA通常作为终止密码子,当mRNA链UGA密码子后面出现一段特殊序列时,UGA才成为Sec的密码子,使Sec掺入多肽链中。后来科学家发现某些古细菌以及包括哺乳动物在内的动物体中的Sec也都是由UGA编码的。
　　Sec是蛋白质中硒的主要存在形式,也是唯一的含有准金属元素的氨基酸。迄今为止,Sec已经被发现是25种含硒酶的活性中心,是含硒酶的灵魂,如果没有这第21种氨基酸,含硒酶就无法工作,人就会出现各种各样的病症。如谷胱甘肽过氧化物酶是人体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶,它能催化有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物,从而保护细胞膜的结构及功能不受过氧化物的干扰及损害。
(1)请根据上述文章内容对传统密码子表提出一处修正意见:　　　。Sec的密码子为UGA,DNA分子上与该密码子对应的碱基对序列是　　　　。
(2)请画出Sec的侧链基团(R基):　　　　　　。
(3)当核糖体进行翻译时,终止密码子没有相应的tRNA结合,而是与终止因子(一种蛋白质)结合,翻译终止。mRNA上的密码子UGA是对应翻译终止还是编码Sec呢 有人曾经提出过“终止因子与携带Sec的tRNA竞争结合密码子UGA”的假设。请结合文中内容判断研究结果是否支持该假设,并说明理由:　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)硒是人体生命活动不可缺少的微量元素,被称为“长寿元素”,请根据文中提供的资料进行解释:　　　　　　　　　　　　　　　。
13.骨髓增生异常综合征(MDS)是一组造血干细胞的异质性增殖性疾病,红细胞生成缺陷及发育不良是MDS的典型特征。TET2基因可以参与斑马鱼胚胎造血基因表达调控,在红细胞发育过程中发挥重要作用。斑马鱼和人类基因有着87%的高度同源性,斑马鱼的实验结果大多数情况下适用于人体,因此以斑马鱼为实验对象进行了相关研究。
(1)在造血干细胞中,以　　　　　　为模板,合成mRNA并指导TET2蛋白合成。进行此过程时(如图1),一个mRNA分子上可以相继结合多个　 　,同时进行多条肽链的合成,其意义是　　　　　　　　。
(2)研究发现,TET2基因在调控造血基因表达过程中存在下列现象:
①造血基因——Gata-1基因在DNA甲基转移酶的作用下,将胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶(5-mC),如图2-A。DNA甲基化使得　　　　不能识别相应的碱基序列,影响转录过程,进而造成Gata-1基因沉默。
②科研人员使用亚硫酸氢钠处理Gata-1基因,进行PCR扩增(体外DNA复制),如图2-B,对扩增后的产物进行分析,就可以区分甲基化与未甲基化的胞嘧啶,区分依据是对比图2中A、B发现　　　　　　　　。
(3)为研究TET2基因调控斑马鱼红细胞的生成,利用MO(阻断TET2基因表达)技术敲除TET2基因后,检测Gata-1基因的甲基化水平。经研究发现TET2蛋白使5-甲基胞嘧啶(5-mC)含量明显下降,能够恢复Gata-1基因　　　　,结合图3可推测出TET2基因的作用是　 。
图1
图2
图3
参考答案：
【夯实基础】
1-8BBDABDDA
【能力提升】
1-5DCCDC
6-9CDCC
10.ABC
11.
(1)RNA聚合　表型(性状、基因表达)　
(2)全部正常(正常)　正常∶矮小=1∶1
12.
(1)密码子表中UGA位置改为终止、硒代半胱氨酸　ACT//TGA　
(2)—CH2—SeH　
(3)不支持,只有UGA后面有特殊序列时,才成为Sec的密码子,该位置是终止还是编码氨基酸是确定的,二者不是竞争关系　
(4)硒元素可以构成含有Sec的蛋白质,补充硒元素能够保证含硒酶的正常合成并发挥作用,减少有毒的过氧化物造成的细胞损伤和衰老,达到长寿的目的
13.
(1)DNA一条链　核糖体　短时间内快速合成大量相同的蛋白质　
(2)RNA聚合酶　经亚硫酸氢钠处理后,未被甲基化的C变成了U,甲基化的C没有发生变化,还是C　
(3)转录　TET2基因表达产物TET2蛋白降低Gata-1基因中5-mC含量,恢复Gata-1基因正常转录,造血干细胞正常分化成红细胞