人教版生物必修2课时跟踪检测（13） 基因表达与性状的关系（含解析）

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人教版生物必修2课时跟踪检测
（十三） 基因表达与性状的关系
A级——固基础，注重综合
1．下列关于细胞分化的叙述，正确的是(　 )
A．细胞分化只发生在胚胎期
B．不同的细胞中，mRNA完全不同
C．细胞分化过程中，细胞内的DNA会发生改变
D．细胞分化是基因选择性表达的结果
解析：选D　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。细胞分化的本质就是基因的选择性表达，细胞分化发生在整个生命进程中，在胚胎期达到最大限度，A错误，D正确；分化过程中，由于基因的选择性表达，不同细胞中mRNA不完全相同，B错误；细胞分化过程中遗传物质不发生改变，C错误。
2．人类镰状细胞贫血是由编码血红蛋白的基因异常引起的，这说明了(　 )
A．基因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
B．基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
C．基因与环境相互作用共同调控生物体的性状
D．基因和性状间不是简单的线性关系
解析：选B　人类镰状细胞贫血是由于编码血红蛋白的基因异常不能控制合成正常的血红蛋白，从而使红细胞形态结构异常，因此体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
3．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。下列能体现表观遗传的是(　 )
A．都不患红绿色盲的两人所生的后代却可能患红绿色盲，因为母亲的遗传信息中携带了红绿色盲基因
B．同卵双生的两人在同样的环境中长大后，他们在性格、健康等方面却会有较大的差异
C．龙生九子，各有不同，同一对父母生出来的多个子女在长相上各不相同
D．父母均正常，后代因控制血红蛋白分子合成的基因结构改变而患上镰状细胞贫血
解析：选B　母亲携带了红绿色盲基因，其在有性生殖过程中将红绿色盲基因传递给后代，使后代患红绿色盲，这属于遗传信息的正常传递过程，没有体现表观遗传，A不符合题意；一般情况下，同卵双生的两人的遗传信息是完全一样的，在同样的环境中长大后，他们在性格、健康等方面却会有较大的差异，即遗传信息一样，表型不一样，符合表观遗传的定义，B符合题意；同一对父母生出来的多个子女的遗传信息不完全相同，导致他们在长相上各不相同，不符合表观遗传的定义，C不符合题意；患上镰状细胞贫血的后代遗传信息发生了改变，由此导致的性状改变不属于表观遗传，D不符合题意。
4．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，二者与身高相关的基因型可能相同，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
解析：选D　与身高相关的基因型相同的两个人，营养条件等环境因素的差异可能会导致两人身高不同，A正确；绿色幼苗在黑暗中变黄，是因为缺乏光照无法合成叶绿素，是由环境因素造成的，B正确；O型血夫妇基因型均为ii，两者均为纯合子，所以后代基因型仍然为ii，表现为O型血，这是由遗传因素决定的，C正确；高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明高茎豌豆亲本是杂合子，子代出现性状分离，这是由遗传因素决定的，D错误。
5．(2023·日照测试)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，但其上二核苷酸胞嘧啶(CpG)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越明显。下列有关推测错误的是(　 )
A．基因的甲基化可能抑制Avy基因的转录
B．基因的甲基化使Avy基因的碱基序列发生改变
C．无法用孟德尔的遗传定律解释基因的甲基化现象
D．基因的甲基化对表型的影响可遗传给后代
解析：选B　据题干信息“甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显”可知，基因的甲基化可能抑制Avy基因的转录，A正确；据题干信息“不同体色小鼠的Avy基因中碱基序列相同”可知，基因的甲基化没有使Avy基因的碱基序列发生改变，B错误；孟德尔的遗传定律适用于真核生物有性生殖的细胞核遗传，基因的甲基化现象不遵循孟德尔的遗传定律，C正确；基因的甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，F1小鼠体色就越偏黑，故基因的甲基化对表型的影响可遗传给后代，D正确。
6．真核生物细胞内存在着种类繁多、长度为21～23个核苷酸的小分子RNA(简称miRNA)，它们能与相关基因转录形成的mRNA互补，形成局部双链。这些miRNA抑制基因表达的机制是(　 )
A．阻断rRNA装配成核糖体
B．妨碍双链DNA分子的解旋
C．干扰核糖体与mRNA结合
D．影响RNA分子的远距离转运
解析：选C　根据题意分析可知，miRNA与rRNA装配成核糖体无关，A错误；miRNA并没有与双链DNA分子结合，故不会妨碍双链DNA分子的解旋，B错误； miRNA能与相关基因转录出来的mRNA互补，导致mRNA无法与核糖体结合，C正确；miRNA只是阻止了mRNA发挥作用，不会影响RNA分子的远距离转运，D错误。
7．(2023·青岛高一检测)SPL蛋白是植物中广泛存在的一类调控基因转录的分子。不同植物的SPL蛋白结构不同，但均有一个大约由80个氨基酸构成的结构相同的功能区，可识别并结合到某些基因的特定区域。SPL基因最初是从植物花序cDNA(由mRNA逆转录形成)文库中得到的。下列相关叙述正确的是(　 )
A．SPL是由80个氨基酸构成的蛋白质
B．SPL可催化特定基因的翻译过程
C．SPL基因能在花序细胞中表达
D．SPL在不同植物中功能差异较大
解析：选C　由题干信息“不同植物的SPL蛋白结构不同，但均有一个大约由80个氨基酸构成的结构相同的功能区”，说明SPL蛋白的氨基酸多于80个，A错误；SPL可识别并结合到某些基因的特定区域，可见其可催化特定基因的转录，B错误；SPL基因最初是由植物花序的mRNA逆转录得到的，且SPL是一种蛋白质，说明SPL基因能在花序细胞中表达，C正确；SPL在不同植物中功能类似，D错误。
8．(2023·湖南高考，改编)酗酒危害人类健康。乙醇在人体内先转化为乙醛，在乙醛脱氢酶2(ALDH2)作用下再转化为乙酸，最终转化成CO2和水。头孢类药物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某种异常导致ALDH2活性下降或丧失。在高加索人群中该异常的基因概率不足5%，而东亚人群中高达30%。下列叙述错误的是(　 )
A．相对于高加索人群，东亚人群饮酒后面临的风险更高
B．患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物
C．ALDH2基因异常人群对酒精耐受性下降，表明基因通过蛋白质控制生物性状
D．饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛转化成乙酸，从而预防酒精中毒
解析：选D　ALDH2基因某种异常会使ALDH2活性下降或丧失，使乙醛不能正常转化成乙酸，导致乙醛积累危害机体，东亚人群中ALDH2基因发生该种异常的概率较高，故与高加索人群相比，东亚人群饮酒后面临的风险更高，A正确；头孢类药物能抑制ALDH2的活性，使乙醛不能正常转化成乙酸，导致乙醛积累危害机体，故患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物，B正确；ALDH2基因异常人群对酒精耐受性下降，表明基因通过控制酶(蛋白质)的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，C正确；酶制剂可能会被胃蛋白酶消化，故饮酒前口服ALDH2酶制剂不能预防酒精中毒，D错误。
9．ACC合成酶是植物体内乙烯合成的限速酶。下表是科学家以番茄ACC合成酶基因为探针，研究番茄果实不同成熟阶段及不同组织中该基因的表达情况。下列分析正确的是(　 )
果实成熟的不同阶段 叶片 雌蕊 雄蕊 根
绿果 变红 桃红 橙红 亮红 红透
－ ＋ ＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋ － － ＋ －
注：“－”表示该基因不表达，“＋”表示该基因表达，“＋”的数目越多表示表达水平越高。
A．该基因的表达水平在不同的组织和果实成熟的不同阶段无差异
B．橙红和亮红的果实细胞中该基因转录产物可能相对较多
C．绿果、雌蕊、叶片和根中无该基因及其转录产物，体现了细胞的基因选择性表达
D．果实中该基因表达水平高于叶片，说明前者的分化程度高于后者
解析：选B　根据表中信息可知，该基因的表达水平在不同的组织和果实成熟的不同阶段具有显著差异，A错误；绿果、雌蕊、叶片和根中含有该基因，只是未表达，C错误；该基因的表达水平高低不能用于果实与叶片分化程度高低的比较，D错误。
10．如图所示的两株柳穿鱼，除了花的形态结构不同，其他方面基本相同。柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关，植株A的Lcyc基因在开花时表达，植株B的Lcyc基因不表达。下列叙述不正确的是(　 )
A．两株柳穿鱼体内的Lcyc基因的序列相同
B．柳穿鱼的叶肉细胞内不存在Lcyc基因
C．植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化了
D．两植株杂交，F2中有少部分的花与植株B相似
解析：选B　柳穿鱼的所有体细胞是由一个受精卵通过有丝分裂产生的，因此理论上均含有Lcyc基因。
11．纯种黄色体毛(HH)小鼠与纯种黑色体毛(hh)小鼠杂交，子一代小鼠却表现出不同的毛色：介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。研究表明，H基因上有一段特殊的碱基序列，该序列有多个位点可发生甲基化修饰(如图所示)。当没有发生甲基化时，H可正常表达，小鼠为黄色。反之，H基因表达就受到抑制，且发生甲基化的位点越多，基因表达被抑制的效果越明显。结合上述信息，回答下列问题：
(1)纯种黄色体毛(HH)小鼠与纯种黑色体毛(hh)小鼠杂交，正常情况下子一代小鼠的基因型都是________，但表型不同，说明了表型是________________共同作用的结果。
(2)基因型是Hh的小鼠体毛的颜色随H基因发生甲基化的________的增多而加深(黑)，使生物呈现不同的表型，在甲基化过程中，H基因的____________保持不变，但基因______________发生可遗传变化，这种遗传叫作__________。
(3)基因与基因、基因与基因__________、基因与环境之间存在复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。
解析：(1)亲本的基因型是HH和hh，子代的基因型是Hh，基因型相同但是表型不同，这说明表型是基因型和环境共同作用的结果。(2)基因型是Hh的小鼠体毛的颜色随H基因发生甲基化位点的增多而加深(黑)，使生物呈现不同的表型，在甲基化过程中，H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，叫作表观遗传。(3)基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。
答案：(1)Hh　基因型和环境　(2)位点　碱基序列　表达和表型　表观遗传　(3)表达产物
B级——强应用，体现创新
12．(2023·山东高考)某种XY型性别决定的二倍体动物，其控制毛色的等位基因G、g只位于X染色体上，仅G表达时为黑色，仅g表达时为灰色，二者均不表达时为白色。受表观遗传的影响，G、g来自父本时才表达，来自母本时不表达。某雄性与杂合子雌性个体为亲本杂交，获得4只基因型互不相同的F1。亲本与F1组成的群体中，黑色个体所占比例不可能是(　 )
A．2/3 B．1/2
C．1/3 D．0
解析：选A　由题干信息可知，亲本雌性基因型为XGXg，雄性基因型为XGY或XgY。雌性XGXg中的XG来自其父本时，表现为黑色，来自其母本时，表现为灰色；雄性的X一定来自其母本，雄性一定为白色。当雄性基因型为XGY时，F1基因型为XGXG、XGXg、XGY、XgY，分别表现为黑色、黑色、白色、白色，若亲本雌性为黑色，亲本与F1组成的群体中黑色个体占1/2，若亲本雌性为灰色，上述比例为1/3。当雄性基因型为XgY时，F1基因型为XGXg、XgXg、XGY、XgY，分别表现为灰色、灰色、白色、白色，若亲本雌性为黑色，上述比例为1/6，若亲本雌性为灰色，上述比例为0。综上所述，A符合题意。
13．DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶(Dnmts酶)的催化下，将甲基基团转移到胞嘧啶上的一种修饰方式。DNA的甲基化可导致基因表达的沉默，基因组总体甲基化水平低会导致一些在正常情况下受抑制的基因如原癌基因被激活，从而使细胞癌变，据此分析下列说法正确的是(　 )
A．细胞癌变可能与原癌基因的高效表达有关
B．抑制Dnmts酶活性会降低细胞癌变的概率
C．DNA的甲基化会阻碍RNA聚合酶与基因上的密码子的结合
D．DNA的甲基化改变了原癌基因的脱氧核苷酸序列
解析：选A　据题意分析可知，DNA甲基化会导致基因表达的沉默，而基因组总体甲基化水平低会导致原来受抑制的基因如原癌基因被激活，故细胞癌变可能与原癌基因的高效表达有关，A正确；Dnmts酶会导致DNA甲基化，抑制Dnmts酶活性会导致甲基化水平降低，而基因组总体甲基化水平低可能会导致癌变，故抑制Dnmts酶活性可能提高细胞癌变的概率，B错误；DNA的甲基化可导致基因表达的沉默，阻碍RNA聚合酶与基因上的启动部位结合，密码子在mRNA上，C错误；DNA的甲基化会将甲基基团转移到胞嘧啶上，并没有改变原癌基因的脱氧核苷酸序列，D错误。
14．在牧草中，白花三叶草有两个稳定遗传的品种：叶片内含氰(HCN)的和不含氰的。现已研究查明，白花三叶草的叶片内的氰化物是经下图生化途径产生的：
基因D、H分别决定产氰糖苷酶和氰酸酶的合成，d、h无此功能。现有两个不产氰的品种杂交，F1全部产氰，F1自交得F2，F2中有产氰的，也有不产氰的。用F2叶片的提取液做实验，实验时在提取液中分别加入产氰糖苷酶和氰酸酶，然后观察产氰的情况，结果记录如下表，据表回答问题：
叶片 表型 提取液 提取液中加入产氰糖苷酶 提取液中加入氰酸酶
叶片Ⅰ 产氰 含氰 产氰 产氰
叶片Ⅱ 不产氰 不含氰 不产氰 产氰
叶片Ⅲ 不产氰 不含氰 产氰 不产氰
叶片Ⅳ 不产氰 不含氰 不产氰 不产氰
(1)由生化途径可以看出基因与生物性状的关系是_________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)亲本中两个不产氰品种的基因型是____________________，在F2中产氰和不产氰的理论比为__________。
(3)叶片Ⅱ叶肉细胞中缺乏________酶；叶片Ⅲ可能的基因型是__________________。
(4)从代谢的角度考虑，怎样使叶片Ⅳ的提取液产氰？____________________________________，理由是__________________________________
______________________________________________________________________________。
解析：(1)可依据生化途径进行判断，但要全面。(2)由“两个不产氰的品种杂交，F1全部产氰”可知，两个不产氰的品种是纯合子，基因型是DDhh和ddHH，F1基因型为DdHh，F2中产氰类型为9D_H_，不产氰的类型为3D_hh、3ddH_、1ddhh，故比值应为9∶7。(3)叶片Ⅱ提取液中加入氰酸酶后能够产氰，故含有含氰糖苷，缺乏的是氰酸酶；叶片Ⅲ提取液中因加入产氰糖苷酶后能产氰，故缺乏的是基因D控制的产氰糖苷酶，所以基因型可能为ddHH或ddHh。(4)在叶片Ⅳ提取液中加入产氰糖苷酶或氰酸酶都不能产生氰，推测叶片Ⅳ的基因型为ddhh，只有同时加入产氰糖苷酶和氰酸酶才能产氰。
答案：(1)多个基因决定一个性状，基因通过控制酶的合成控制生物的代谢过程，进而控制生物体的性状　(2)DDhh和ddHH　9∶7　(3)氰酸　ddHH或ddHh　(4)同时加入产氰糖苷酶和氰酸酶　前体物在产氰糖苷酶的作用下转化为含氰糖苷，含氰糖苷在氰酸酶的作用下能产氰
15．(2023·广东高考)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见下图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。
回答下列问题：
(1)放射刺激心肌细胞产生的________会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。
(2)前体mRNA是通过________酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对________的竞争性结合，调节基因表达。
(3)据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是__________________________________________________________________________________________________________。
(4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路________________________________________。
解析：(1)细胞衰老的自由基学说认为：自由基产生后，即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。最为严重的是，当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，产物同样是自由基。因此放射刺激心肌细胞产生的自由基会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。(2)前体mRNA是通过转录形成的，转录是在RNA聚合酶的催化下，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。据题图可知，miRNA可以和P基因mRNA结合，导致P基因mRNA的翻译过程受阻，P蛋白合成减少，从而促进细胞凋亡。circRNA也可以和miRNA结合，使miRNA不能和P基因mRNA结合，导致P蛋白合成增多，从而抑制细胞凋亡。可见，circRNA和 mRNA 在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合，调节基因表达。(3)据题图分析，miRNA表达量升高可使miRNA和P基因mRNA结合增多，导致P基因mRNA的翻译过程受阻，P蛋白合成减少，从而促进细胞凋亡。(4)若要治疗放射性心脏损伤，需抑制细胞凋亡。一方面，可以促进P蛋白的合成，以提高细胞中P蛋白的含量；另一方面，可以促进前体mRNA的合成或促进circRNA的合成。
答案：(1)自由基　(2)RNA聚合　miRNA　(3)miRNA 表达量升高，导致其与P基因mRNA的结合量增加，P基因mRNA翻译合成的P蛋白减少，从而促进细胞凋亡　(4)促进前体mRNA的合成；促进circRNA的合成；促进P蛋白的合成
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