第4章 基因的表达单元测试
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
第Ⅰ卷（选择题 共60分）
一、选择题（共25小题，共60分。在每小题给出的四个选项中选一个，第1-20题，每小题2分，
第21-25题，每小题4分，选错的得0分。）
1．手足口病是一种儿童常见的传染病，发病人群以5岁及以下儿童为主，肠道病毒EV71是引起该病的主要病原体之一，为单股正链RNA（+RNA）病毒，下图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。下列说法错误的是（ ）
A．+RNA上含有多个基因，能表达多种蛋白质
B．物质M的合成场所是宿主细胞的核糖体，至少有三种RNA参与
C．催化①②过程的物质N可能是RNA复制酶
D．图中+RNA既是病毒的重要成分，也是复制、转录的模板
【答案】D
【分析】分析题图：图示表示肠道病毒EV71在宿主细胞肠道内增殖的过程，①、②过程都表示RNA的自我复制过程，需要RNA聚合酶，则N表示RNA聚合酶．此外还以EV71的+RNA为模板翻译形成病毒的衣壳蛋白和相应的蛋白酶（催化复制和翻译过程）。
【详解】A、题干信息：肠道病毒EV71是RNA病毒，其+RNA上含有多个基因；题图可知，+RNA翻译出了一条多肽链M，然后M被加工成不同的蛋白质，A正确；
B、图中的M物质是一条多肽链，由于EV71病毒没有细胞器，故多肽M合成的场所是宿主细胞的核糖体，至少有三种RNA（mRNA、tRNA和rRNA）参与，B正确；
C、①、②过程是以RNA为模板合成RNA的过程，需要的是RNA复制酶，C正确；
D、题干信息：肠道病毒EV71是RNA病毒，分析题图可知，图中+RNA可以作为翻译的模板、复制的模板和病毒的重要组成成分，D错误。
故选D。
2．1957年克里克提出“中心法则”，1970年他又重申了中心法则的重要性，完善了中心法则（如图），相关叙述正确的是（ ）
A．过程①需要解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等
B．过程①、③、⑤所需的原料分别为脱氧核苷酸、氨基酸、核糖核苷酸
C．烟草花叶病毒的RNA进行过程④时需要烟草细胞提供模板、能量等
D．中心法则揭示了基因都是通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
【答案】A
【分析】图中的①～⑤过程依次表示DNA复制、转录、翻译、RNA复制、逆转录。
【详解】A、过程①表示DNA复制，需要解旋酶将DNA双链解开，DNA聚合酶将游离的脱氧核苷酸连接成核苷酸链，由于复制过程中有一条链是不连续的，故需要DNA连接酶将片段连接起来，A正确；
B、过程①、③、⑤代表DNA复制、翻译、逆转录，所需的原料分别为脱氧核苷酸、氨基酸、脱氧核苷酸，B错误；
C、烟草花叶病毒的RNA进行过程④RNA复制时，需要烟草细胞提供能量、原料等，模板由病毒自身提供，C错误；
D、中心法则揭示了遗传信息流向问题，未揭示基因都是通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，D错误。
故选A。
3．对于下列图解，正确的说法有（ ）
①表示DNA复制过程②表示DNA转录过程③共有5种碱基④共有5种核苷酸⑤共有8种核苷酸⑥A均代表同一种核苷酸
A．②③⑤ B．④⑤⑥ C．②③④ D．①③⑤
【答案】A
【分析】图示表示DNA合成RNA的转录过程，共有A、T、C、G、U 5种碱基，构成4种脱氧核苷酸，4种核糖核苷酸，共8种核苷酸。
【详解】①②图示过程是以DNA为模板合成RNA的转录过程，①错误，②正确；
③图中共有A、T、C、G、U 5种碱基，③正确；
④⑤图中有4种脱氧核苷酸，4种核糖核苷酸，共8种核苷酸，④错误，⑤正确；
⑥图中A代表两种核苷酸，即腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸，⑥错误。
A正确，BCD错误。
故选A。
4．如图为DNA、蛋白质与性状的关系示意图，有关说法正确的是（ ）
A．①过程与DNA复制的共同点是都以DNA单链为模板，在DNA聚合酶的作用下进行
B．②过程中需要多种tRNA，不同tRNA所转运的氨基酸一定不同
C．图中的DNA链和mRNA链长度相同
D．人的白化病是通过蛋白质间接表现的，囊性纤维化是通过蛋白质直接表现的
【答案】D
【分析】基因通过转录和翻译过程控制蛋白质的合成进而控制生物的性状，基因可以通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物的性状，也可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状；图中①是转录过程，②翻译过程。
【详解】A、①是转录过程，转录是以DNA单链为模板，转录在RNA聚合酶的作用下进行，复制是以DNA双链为模板，在DNA聚合酶的作用下进行，A错误；
B、tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子进行碱基互补配对，多种密码子可以编码同一个氨基酸，因此多种tRNA可以转运同一种氨基酸，B错误；
C、由于基因是选择性表达，图中的DNA链长度比mRNA链长度长，C错误；
D、白化病患者由于基因突变导致酪氨酸酶不能合成，进而不能形成黑色素，导致白化病，体现基因通过控制酶的合成来控制代谢间接控制生物性状，囊性纤维病是细胞膜上转运氯离子的转运蛋白结构异常而表现出病症，属于基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状的例子，D正确。
故选D。
5．关于细胞的叙述，正确的是（ ）
A．固定CO2的细胞一定含有能捕获光能的色素
B．丙酮酸分解为CO2的过程一定发生在线粒体基质
C．分泌蛋白的加工及分泌不一定与内质网和高尔基体有关
D．A-U配对、T-A配对的现象不会发生在细胞核的核仁处
【答案】C
【分析】叶绿体是光合作用的场所，线粒体是有氧呼吸的主要场所。光合作用包括光反应和暗反应，光合作用的光反应场所是叶绿体的类囊体膜上，重要的物质变化是水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成。暗反应场所是叶绿体的基质，重要的物质变化是CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】A、固定CO2的细胞不一定含有能捕获光能的色素，如硝化细菌，A错误；
B、丙酮酸分解为CO2的过程可发生在细胞质基质以及原核细胞内，原核细胞不含线粒体，B错误；
C、原核细胞不具有内质网和高尔基体，其加工、分泌蛋白的过程与内质网和高尔基体无关，C正确；
D、rRNA是DNA转录形成的，核仁与rRNA的合成有关，故核仁处能发生A-U配对、T-A配对，D错误。
故选C。
6．科学家在研究某种小鼠毛色的遗传时发现，纯合黄色小鼠(AvyAvy)与黑色小鼠(aa)杂交，F1(Avya)中小鼠的体色表现为介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。进一步研究发现，F1中不同体色小鼠的Avy基因碱基序列相同，但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。下列相关推测正确的是（ ）
A．该种小鼠体色的遗传不遵循孟德尔的遗传定律
B．被甲基化的基因的遗传信息发生改变，从而使生物体的性状发生改变
C．Avy基因的甲基化程度越高，F1小鼠的体色就越浅
D．基因的甲基化可能会阻止RNA聚合酶与Avy基因的结合
【答案】D
【分析】分析题干：黄色小鼠（AvyAvy）与黑色小鼠（aa）杂交，F1的基因型为Avya，但由于Avy基因中碱基序列中某些核苷酸有不同程度的甲基化现象，不同程度地抑制Avy基因的表达，使F1中小鼠表现出不同的体色。
【详解】A、控制小鼠体色的基因Avy和a属于等位基因，遵循孟德尔的分离定律，A错误；
B、基因的甲基化属于表观遗传，基因的遗传信息发生改变，B错误；
C、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小鼠体色的颜色就越深，C 错误；
D、甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，说明基因的甲基化可能阻止RNA聚合酶与该基因的结合，从而抑制Avy基因的表达，D正确。
故选D。
7．下列关于遗传信息表达过程的叙述，正确的是（ ）
A．一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板
B．由于密码子的简并性，一种tRNA可携带多种氨基酸
C．多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链
D．编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成
【答案】A
【分析】遗传信息的表达过程包括转录和翻译两个阶段，（1）转录过程是以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗能量，合成RNA。（2）翻译过程是以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA为模板，在酶的作用下，消耗能量产生多肽链，多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
【详解】A、一个DNA分子转录一次，形成的mRNA需要进行剪切加工，可形成一条或多条合成多肽链的模板，A正确；
B、密码子具有简并性，即不同的密码子可决定相同的氨基酸，但一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，B错误；
C、翻译时多个核糖体可结合在一个mRNA分子上合成多条相同的多肽链，C错误；
D、编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的核糖核苷酸组成，D错误。
故选A。
8．不同的食物选择可能会引起可遗传的表观遗传修饰，从而导致个体间存在胖瘦差异，这种修饰部分在产生配子时消除，部分会遗传给下一代。下列叙述正确的是（ ）
A．该实例说明过量食用“垃圾食品”会造成表型肥胖者的基因碱基序列改变
B．肥胖者可能会由于肝细胞内某些调控基因无法正常复制而增加患病风险
C．该实例可为“不健康的生活方式影响自己还会毒害下一代”提供证据
D．该实例说明DNA一旦被甲基化或组蛋白被乙酰化将不能再被消除
【答案】C
【分析】表观遗传是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。
【详解】A、表观遗传是一种不涉及DNA碱基序列变化而改变生物表型的机制，A错误；
B、肥胖者的部分基因发生表观遗传修饰后，会影响基因的表达，而不是基因复制，B错误；
C、该实例说明不健康的生活方式导致表型改变后，可通过表观遗传影响下一代，可为“不健康的生活方式影响自己还会毒害下一代”提供证据，C正确；
D、DNA一旦被甲基化或组蛋白被乙酰化，可能会遗传给后代，也可能在遗传过程中被消除，D错误。
故选C。
9．中心法则是分子生物学中最核心的内容，它精炼地概括了遗传信息的传递方向与传递媒介，在生物学中有着极其重要的地位。已知丙肝病毒（HCV）为RNA复制型病毒。下列相关叙述正确的是（ ）
A．可通过HCV抗体检测疑似患者是否感染HCV
B．在被HCV侵染的肝细胞中能完成图中五个路径
C．肝细胞完成右图中过程均由线粒体提供能量
D．病毒蛋白质的氨基酸序列是由mRNA上的反密码子决定的
【答案】A
【分析】中心法则的证内容：信息可以从DNA流向DNA，即DNA的自我复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。 但是，遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质，也不能从蛋白质流向RNA或DNA。中心法则的后续补充有：遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA这两条途径。
【详解】A、HCV可作为抗原，引起机体发生特异性免疫反应，因此，可通过HCV抗体检测疑似患者是否感染HCV，A正确；
B、丙肝病毒（HCV）为RNA复制型病毒，在被HCV侵染的肝细胞中图中的五个路径不都能完成，如逆转录过程不能进行，B错误；
C、肝细胞完成右图中过程均需要消耗能量，且消耗的能量主要由线粒体提供，C错误；
D、病毒蛋白质的氨基酸序列是由mRNA上的密码子决定的，D错误。
故选C。
10．间充质干细胞（MSCs）是一类具有自我复制和多向分化能力的成体干细胞，可分化为骨、软骨、肌肉等多种人体组织。科学家发现：用L-肉碱处理MSCs后，hTERT基因的启动子区的甲基化水平降低，MSCs衰老程度显著降低。下列有关叙述不合理的是（ ）
A．可以通过酶活性、细胞体积等变化来判断细胞衰老程度
B．hTERT基因启动子去甲基化可能促进间充质干细胞衰老
C．根据实验结果推测L-肉碱可通过调控基因表达来延缓MSCs衰老
D．该项研究在人体组织修复中具有广阔临床应用前景
【答案】B
【分析】1、衰老细胞的特征：
（1）细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，但细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深；
（2）细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低；
（3）细胞色素随着细胞衰老逐渐累积；
（4）有些酶的活性降低；
（5）呼吸速度减慢，新陈代谢减慢。
2、根据题意，间充质干细胞（MSCs）是一类具有自我复制和多向分化能力的成体干细胞，可分化为骨、软骨、肌肉等多种人体组织，在人体组织修复中具有重要作用。科学家发现：用L-肉碱处理MSCs后，hTERT基因的启动子区的甲基化水平降低，MSCs衰老程度显著降低，因此推测L-肉碱可通过调控hTERT基因表达水平来延缓MSCs衰老。
【详解】A、由于细胞衰老后大多数酶的活性降低、细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，因此可以通过酶活性、细胞体积等变化来判断细胞衰老程度，A正确；
B、根据题意，hTERT基因的启动子区的甲基化水平降低，MSCs衰老程度显著降低，因此hTERT基因启动子去甲基化可能抑制间充质干细胞衰老，B错误；
C、根据题意，用L-肉碱处理MSCs后，hTERT基因的启动子区的甲基化水平降低，MSCs衰老程度显著降低，故推测L-肉碱可通过调控hTERT基因表达水平来延缓MSCs衰老，C正确；
D、间充质干细胞（MSCs）是一类具有自我复制和多向分化能力的成体干细胞，该项研究可以延缓MSCs衰老，因此该项研究在人体组织修复中具有广阔临床应用前景，D正确。
故选B。
11．研究发现，大鼠幼崽的性格发育与大脑海马区皮质醇受体基因的表达水平有关，皮质醇受体基因的高表达能抑制应激反应的强度，使大鼠保持安静、放松的状态。而DNA甲基转移酶能使该基因的甲基化水平升高，从而抑制其表达。为了进一步研究确定亲子抚养方式是否影响大鼠幼崽性格，研究人员选取一批皮质醇受体基因的碱基序列完全相同的幼崽随机分成两组，分别由“负责任”母鼠（善于舔舐和清洁幼崽）和“不负责任”母鼠（不善于舔舐和清洁幼崽）进行亲子抚养，结果发现，“负责任”母鼠抚养的幼鼠成年后，遇到刺激表现为安静、放松；而“不负责任”母鼠抚养的幼鼠成年后，遇到刺激表现为敏感、紧张。下列有关叙述，错误的是（ ）
A．由于母鼠抚养方式的差异引起成年后性格特点不同的特征，有可能传递给下一代
B．选取皮质醇受体基因碱基序列完全相同的幼崽进行实验，目的是排除遗传因素影响
C．“不负责任”母鼠抚养的幼崽敏感、紧张，原因是其体内DNA甲基转移酶活性较低
D．根据实验结果获得启示：家长给予孩子足够的关爱将有利于孩子形成良好的性格
【答案】C
【分析】表观遗传是指基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达的可遗传的变化。
【详解】A．由于母鼠抚养方式的差异引起成年后性格特点不同的特征，可能与相关基因的甲基化程度有关，因而有可能传递给下一代，A正确；
B．选取皮质醇受体基因碱基序列完全相同的幼崽进行实验，目的是防止遗传因素不同对实验结果造成干扰，这是保证无关变量相同且适宜，B正确；
C．题意显示，DNA甲基转移酶能使相关基因的甲基化水平升高，从而抑制其表达，据此推测，“不负责任”母鼠抚养的幼崽敏感、紧张，原因是其体内DNA甲基转移酶活性较高，进而抑制了皮质醇受体基因的高表达，因而表现为较高的应激反应强度，C错误；
D．根据实验结果获得启示：家长关爱程度的差异会引起孩子性格的差异，即家长给予孩子足够的关爱将有利于孩子形成良好的性格，D正确。
故答案为C。
12．人类复杂的基因组不仅控制着我们的身体机能，还与健康和疾病紧密相连。基因组中的“暗物质”——非编码序列占据了惊人的98%，其中有约8%是内源性逆转录病毒元件，它是数百万年前古病毒入侵并整合到人类基因组中的残留物，通常情况下处于沉默状态。中国科学家研究发现，随着年龄的增长，某些因素会导致原本沉寂的古病毒元件在人体细胞内被重新激活，驱动细胞衰老的“程序化”和“传染性”。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞衰老的过程本质上也受到遗传物质的调控
B．古病毒入侵并整合到人类基因组之前其遗传物质中含有尿嘧啶
C．沉寂的古病毒元件被重新激活需要逆转录酶的参与
D．该项研究可以为揭示细胞衰老的内在机制提供新依据
【答案】C
【分析】衰老细胞的特征：（1）细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，但细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深；（2）细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低；（3）细胞色素随着细胞衰老逐渐累积；（4）有些酶的活性降低；（5）呼吸速度减慢，新陈代谢减慢。
【详解】A、细胞衰老是正常的生命过程，细胞衰老的过程本质上也受到遗传物质的调控，A正确；
B、分析题意，基因组中的“暗物质”有约8%是内源性逆转录病毒元件，而逆转录是RNA→DNA的过程，RNA的碱基组成中有尿嘧啶U，据此推测古病毒入侵并整合到人类基因组之前其遗传物质中含有尿嘧啶，B正确；
C、随着年龄的增长，某些因素会导致原本沉寂的古病毒元件在人体细胞内被重新激活，人体内无逆转录酶，故沉寂的古病毒元件被重新激活不需要逆转录酶的参与，C错误；
D、某些因素会导致原本沉寂的古病毒元件在人体细胞内被重新激活，驱动细胞衰老的“程序化”和“传染性”，故该项研究可以为揭示细胞衰老的内在机制提供新依据，D正确。
故选C。
13．塔宾曲霉菌分泌的降解酶对PU（聚氨基甲酸酯，一类塑料）有生物降解作用，一类没有被命名的细菌（暂叫塑料分解菌）也能分泌降解酶，对PU有生物降解作用。下列有关叙述正确的是（ ）
A．塔宾曲霉菌和塑料分解菌分泌分裂时均发生染色质形成染色体的变化
B．塔宾曲霉菌和塑料分解菌降解酶时都需要内质网和高尔基体加工
C．塔宾曲霉菌和塑料分解菌内都会发生RNA聚合酶和DNA链的结合
D．塔宾曲霉菌和塑料分解菌分泌的降解酶都能为PU的降解提供能量
【答案】C
【分析】塔宾曲霉菌属于多细胞真菌，真菌细胞的结构有细胞壁、细胞核、细胞质、细胞膜和液泡等，体内不含叶绿体。
【详解】AB、塑料分解菌是细菌，属原核生物，无染色体或染色质，也无内质网和高尔基体，AB错误；
C、塔宾曲霉菌和塑料分解菌内都有基因的表达，基因表达转录时发生RNA聚合酶和DNA链的结合，C正确；
D、酶的作用机理是降低化学反应活化能，不能为化学反应提供能量，D错误。
故选C。
14．甜瓜的性别分化由分别位于三对同源染色体上的3对等位基因控制，具体机制如下图（图中“＋”表示箭头左侧事件发生后，右侧事件方能发生；“－”表示箭头左侧事件发生后，右侧事件无法发生）。一朵花既有雄蕊又有雌蕊时为两性花，仅有雄蕊时为雄花，仅有雌蕊时为雌花。野生型甜瓜基因型为AABBEE。不同部位花发育过程中乙烯含量有差异，且此差异不受上述3对基因的影响。下列叙述正确的是（ ）
A．A/a、B/b、E/e所在的三对同源染色体为甜瓜的性染色体
B．一株野生型甜瓜的某些部位开雌花，另一些部位开两性花
C．野生型与AAbbee杂交，F2为野生型：全雌花：全雄花＝9：3：4
D．野生型与AAbbEE杂交，F2为野生型：全雄花＝3：1
【答案】C
【分析】分析题图：乙烯会抑制B基因的表达；B基因表达后会抑制E基因的表达；E基因表达后则雌蕊发育；雌蕊发育后则A 基因得以表达；A基因表达会抑制雄蕊的发育，由上述条件推理：野生型甜瓜基因型 AABBEE 某些部位乙烯含量较低时，B 基因会表达、进而抑制E基因表达、雌蕊不发育、A 基因不表达、雄蕊发育；某些部位乙烯含量较高时，B基因不会表达、E基因表达则雌蕊发育、A 基因表达、雄蕊不发育。因此雌蕊和雄蕊不会在同一部位同时存在--即不能开两性花。
【详解】A、题干仅指出甜瓜的性别分化是由分别位于三对同源染色体上的3对等位基因控制，并未涉及后代性别及比例与其遗传的相关性，因此不能判断这三对同源染色体为性染色体，A错误；
B、分析题图：乙烯会抑制B基因的表达；B基因表达后会抑制E基因的表达；E基因表达后则雌蕊发育；雌蕊发育后则A 基因得以表达；A基因表达会抑制雄蕊的发育，由上述条件推理：野生型甜瓜基因型 AABBEE 某些部位乙烯含量较低时，B 基因会表达、进而抑制E基因表达、雌蕊不发育、A 基因不表达、雄蕊发育；某些部位乙烯含量较高时，B基因不会表达、E基因表达、雌蕊发育、A 基因表达、雄蕊不发育。因此雌蕊和雄蕊不会在同一部位同时存在--即不能开两性花；B错误；
C、AABBEE和AAbbee 杂交，F1基因型为 AABbEe，F2 基因型为AAB_E_（野生型）：AAB_ ee：AAbbE_：AAbbee=9：3：3：1，根据B项分析可知，AAbbee+AAB_ee 无E基因、雌蕊不发育（A基因不表达）表型为全雄花，AAbbE_全为雌花，即F2为野生型：全雌花：全雄花＝9：3：4，C正确；
D、AABBEE和AAbbEE杂交，F1基因型为AABbEE，F2基因型为AAB_EE：AAbbEE=3：1，根据B项分析可知，F2野生型：全雌花=3：1，D错误。
故选C。
15．西北牡丹在白色花瓣基部呈现色斑，极具观赏价值。研究发现，紫色色斑内会积累花色素苷。PrF3H基因控制花色素苷合成途径中关键酶的合成。如图，分别提取花瓣紫色和白色部位的DNA，经不同处理后PCR扩增PrF3H基因的启动子区域，电泳检测扩增产物。分析实验结果可以得出的结论是（ ）
A．花瓣紫色与白色部位PrF3H基因的碱基序列存在差异
B．白色部位PrF3H基因启动子甲基化程度高于紫色部位
C．PrF3H基因启动子甲基化程度高有利于花色素苷合成
D．启动子甲基化可调控基因表达说明性状并非由基因控制
【答案】B
【分析】生物的性状由基因决定，还受环境条件的影响，是生物的基因和环境共同作用的结果，即表现型=基因型+环境条件。
【详解】A、花瓣紫色与白色部位花色素苷的积累量不同，而PrF3H基因控制花色素苷合成途径中关键酶的合成，说明花瓣紫色与白色部位PrF3H基因的碱基序列存在差异，A正确；
B、依据图示信息，McrBC只能切割DNA的甲基化区域，电泳检测结果显示，紫色部位的甲基化程度高于白色部位，B错误；
C、依据电泳条带分析和题干信息“紫色色斑内会积累花色素苷”，可推知，PrF3H基因启动子甲基化程度高有利于花色素苷合成，C正确；
D、依据题干信息，启动子甲基化是可以可调控基因表达的，这说明了性状并非由基因控制，D正确。
16．为平衡两性中X染色体基因表达水平，雌性哺乳动物进化出一套独特的遗传系统，即在体细胞中随机失活其中一条X染色体，失活的X染色体称为巴氏小体。巴氏小体的形成受Xist基因调控，由于卵原细胞中Xist基因是沉默的，因此已形成的巴氏小体会重新变成原始的状态，进行正常的减数分裂。红绿色盲是由对应颜色的视锥细胞中的特定光敏色素的功能障碍或缺失造成的。下列相关叙述正确的是（ ）
A．女性一生排出的卵细胞中有一半含巴氏小体
B．巴氏小体的形成可能是由表观遗传控制的
C．红绿色盲基因携带者的视锥细胞中的特定光敏色素功能正常
D．红绿色盲基因携带者的女性后代不会出现巴氏小体
【答案】B
【分析】哺乳动物雌性个体的性染色体组成是XX，雄性个体的性染色体组成是XY，雌性哺乳动物细胞核中存在X染色体高度浓缩形成的巴氏小体的现象，由于雌性个体的一条性染色体浓缩形成巴氏小体，巴氏小体上的基因表达受限制，因此雌性个体和雄性个体的X染色体的基因表达的数量相同。
【详解】A、巴氏小体是在体细胞中形成的，由于卵原细胞中Xist基因是沉默的，因此已形成的巴氏小体会重新变成原始的状态，进行正常的减数分裂，所以卵细胞中不含巴氏小体，A错误；
B、根据题干信息“巴氏小体的形成受Xist基因调控，由于卵原细胞中Xist基因是沉默的，因此已形成的巴氏小体会重新变成原始的状态”可知，巴氏小体的形成可能是由表观遗传控制的，B正确；
C、红绿色盲基因携带者的视锥细胞是体细胞，体细胞中的X染色体是随机失活的，所以有的细胞中的特定光敏色素功能正常，有的异常，C错误；
D、女性红绿色盲基因携带者产生正常的卵细胞，但是在受精卵分裂和分化过程中，女性后代体细胞中一条X染色体又会随机失活形成巴氏小体，D错误。
故选B。
17．为研究细胞核内45sRNA与细胞质内28sRNA和18sRNA的关系，将3H标记的尿嘧啶加入到鼠肝细胞的培养物中，开始计时，10分钟后洗涤培养的细胞（洗脱游离的3H标记的尿嘧啶），并将其转移到不含标记的尿嘧啶培养基中，然后隔一定时间取样分析，得到如下结果：
测定的细胞部位 细胞质 细胞核
时间（分） 0 10 30 60 0 10 30 60
含3H-尿嘧啶的RNA 45sRNA － － － － － ＋ － －
32sRNA － － － － － － ＋ －
28sRNA － － － ＋ － － － ＋
18sRNA － － ＋ ＋ － － ＋ ＋
注：“＋”表示有，“－”表示无；s大小可间接反映分子量的大小
下列叙述正确的是（ ）
A．10分钟后细胞不再合成45sRNA
B．32sRNA是在细胞质中由45sRNA加工而成
C．18sRNA较28sRNA先被加工成熟
D．18sRNA和28sRNA是由32sRNA转变而来
【答案】C
【分析】研究采用的是放射性同位素示踪法，通过3H标记的尿嘧啶标记RNA，根据放射性出现的先后顺序判断物质产生的先后顺序。
【详解】A、据表格分析，10分钟细胞核中仍存在45sRNA，说明10分钟后细胞还在合成45sRNA，A错误；
B、据表格分析，细胞质中不存在32sRNA，说明32sRNA不是在细胞质中由45sRNA加工而成，B错误；
C、据表格分析，30分钟细胞质和细胞核中出现18sRNA，在60分钟才出现28sRNA，说明18sRNA较28sRNA先被加工成熟，C正确；
D、据表格分析，在细胞质中出现18sRNA但没有出现32sRNA，在细胞核中18sRNA和32sRNA同时出现，说明18sRNA不是由32sRNA转变而来，D错误。
故选C。
18．甜玉米由于其可溶性糖（蔗糖）含量较高，甜味浓郁，并携带玉米特有的香味，而深受消费者喜欢。研究发现甜玉米中蔗糖含量受3对等位基因调控，其中基因D（d）、H（h）完全连锁（不发生互换），而基因Sh（sh）与它们相互独立遗传。调控过程如图所示，若酶甲活性正常，酶乙失活，则产生超级甜玉米；若两种酶活性都正常，则产生普通甜玉米。现有3个纯合品系DDHHshsh（品系1）、DDhhShSh（品系2）和ddHHShSh（品系3），期望通过杂交育种，选育出超级甜纯合品系。下列有关叙述错误的是（ ）
A．理论上，超级甜玉米的基因型有5种，其中纯合品系的基因型有3种
B．突变得到的基因Sh所控制合成的酶甲结构改变，进而影响酶甲的催化效率
C．品系1和品系2杂交得到的F1，F1自交，理论上F2中普通甜玉米个体占3/16
D．品系2和品系3杂交得到的F1，F1自交，理论上F2超级甜玉米中纯合品系占1/4
【答案】D
【分析】1、根据题意，若酶甲活性正常，酶乙失活，超级甜玉米的基因型为D_hhshsh、ddH_shsh、ddhhshsh，两种酶活性都正常玉米，产生普通甜玉米，则普通甜玉米的基因型为D_H_shsh。
2、基因可以通过控制酶的合成控制细胞代谢，从而控制生物体的性状；基因通过孔子蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
【详解】A、理论上超级甜玉米的基因型有5种。其中纯合品系有DDhhshsh、ddHHshsh、ddhhshsh三种，A正确；
B、基因Sh突变后，控制合成的酶甲结构改变，会影响酶甲的催化效率，B正确；
C、DDHHshsh（品系1）与DDhhShSh（品系2）杂交，F1基因型为DDHhShsh，F1自交，F2中，DDH_Sh_：DDH_shsh：DDhhSh_：DDhhshsh=9:3:3:1，其中普通甜玉米D_H_shsh占了3/16，C正确；
D、DDhhShSh（品系2）和ddHHShSh（品系3）杂交，F1基因型为DdHhShSh，F1自交，F2中，D_H_ShSh：D_h_ShSh：ddH_ShSh：ddhhShSh=9:3:3:1，其中超级甜玉米中纯合品系比例为0，D错误。
故选D。
19．科研人员发现F蛋白和W蛋白通过调控水杨酸的合成来促进自由基的产生，进而导致叶片衰老。研究者将水杨酸合成基因启动子与荧光素酶基因连接构建基因表达载体，导入野生型番茄叶片制备的原生质体中，并检测荧光素酶表达量，实验处理及结果如图1所示。请结合图1补充图2的关系模型，“1”和“2”分别代表的是（ ）
A．1-促进 2-抑制
B．1-促进 2-促进
C．1-抑制 2-促进
D．1-抑制 2-抑制
【答案】C
【分析】图1分析：只有W蛋白，没有F蛋白，荧光素酶表达量相对值最大；两种蛋白质都没有或两种蛋白质都有，荧光素酶表达量相对值差不多；只有F蛋白，荧光素酶表达量相对值最小。图2分析：F蛋白和W蛋白会影响水杨酸合成，进而促进自由基合成，导致叶片衰老。
【详解】由于将水杨酸合成基因启动子与荧光素酶基因连接构建基因表达载体，导入野生型番茄叶片制备的原生质体中，因此荧光素酶表达量和水杨酸合成基因表达量呈正相关。只有W蛋白和没有W和F蛋白作对比，荧光素酶表达量相对值大，说明W蛋白促进水杨酸合成；只有F蛋白和没有W和F蛋白作对比，荧光素酶表达量相对值小，说明W蛋白抑制水杨酸合成。因此1代表抑制，2代表促进，ABD错误，C正确。
故选C。
20．特殊的小麦种子“山农”品系，其花药、叶鞘的性状均为紫色，紫色表型主要是由花青素引起，苯丙氨酸是花青素生物合成的直接前体。研究人员将“山农”与普通小麦（黄花药、白叶鞘）进行了杂交实验，F 全为黄花药紫叶鞘，F 中黄花药：紫花药=3：1，紫叶鞘：白叶鞘=3：1。下列叙述正确的是（ ）
A．紫色叶鞘性状为细胞核遗传，为隐性基因控制
B．杂交得到的F 中，黄花药紫叶鞘的个体所占比例是9/16
C．基因控制花青素的合成，体现了基因可直接控制生物的性状
D．若要判断F 中黄花药的基因型，可用紫花药植株与之杂交进行鉴定
【答案】D
【分析】1、基因分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
2、基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A．F1全为紫叶鞘，F2出现白叶鞘，且紫叶鞘∶白叶鞘=3∶1，故紫色叶鞘性状为细胞核遗传，为显性基因控制，A错误；
B．由题干信息无法判断花药基因与叶鞘基因是否独立遗传，故F2中黄花药紫叶鞘个体比例不一定是9/16，B错误；
C．花青素化学本质不是蛋白质，不能由基因指导直接合成，C错误；
D．F2中黄花药基因型存在两种情况，可以通过测交判断基因型，又因为紫花药为隐性性状，故可选用紫花药植株与之杂交鉴定基因型，D正确。
故选D。
2024年3月1日，中国科学院在《细胞》杂志上发表了封面研究论文。论文解析了叶绿体RNA聚合酶PEP复合物（细菌型质体编码的RNA聚合酶）和PEP转录延伸复合物的高分辨率冷冻电镜结构，如图所示。
该结构的五个模块均由1－7个不等的蛋白质亚基所构成。其中“催化模块”与蓝细菌RNA聚合酶高度相同，“RNA模块”可以结合在RNA合成通道外围，以序列特异性的方式结合RNA，参与并协助RNA转录后加工。“调控模块”可能参与调控PEP的转录活性。
阅读以上材料，完成以下小题。
21．下列关于叶绿体结构与组成的相关叙述正确的是（ ）
A．组成催化模块的基本单位是氨基酸
B．如图所示的高分辨率冷冻电镜下的结构称为显微结构
C．蓝细菌的叶绿体中也可能存在图示结构
D．叶绿体中含有核糖体，可以合成自身的全部蛋白质
22．下列关于叶绿体的遗传与进化相关叙述错误的是（ ）
A．该论文为叶绿体起源于蓝细菌提供了证据
B．叶绿体RNA聚合酶的主要功能是结合DNA，形成RNA
C．RNA模块是以碱基互补配对的方式与RNA结合
D．若调控模块受损，叶绿体DNA转录的速度将会受影响
【答案】21．A 22．C
【分析】由题意可知，“催化模块”与蓝细菌RNA聚合酶高度相同，说明其化学本质是蛋白质。RNA模块主要功能是以序列特异性的方式结合RNA，参与并协助RNA转录后加工。“调控模块”可能参与调控PEP的转录活性，若调控模块受损，叶绿体DNA转录的速度将会受影响。
21．A、由题意可知，“催化模块”与蓝细菌RNA聚合酶高度相同，即其化学本质是蛋白质，其基本单位是氨基酸，A正确；
B、如图所示的高分辨率冷冻电镜下的结构称为亚显微结构，B错误；
C、蓝细菌是原核细胞，无叶绿体，C错误；
D、叶绿体（属于半自主细胞器）中含有核糖体，可以合成自身的部分蛋白质，D错误。
故选A。
22．A、“催化模块”与蓝细菌RNA聚合酶高度相同，为叶绿体起源于蓝细菌提供了证据，A正确；
B、叶绿体RNA聚合酶的主要功能是结合DNA，转录形成RNA，B正确；
C、RNA模块主要功能是以序列特异性的方式结合RNA，参与并协助RNA转录后加工，C错误；
D、“调控模块”可能参与调控PEP的转录活性，若调控模块受损，叶绿体DNA转录的速度将会受影响，D正确。
故选C。
23．革兰氏阴性菌存在外膜孔蛋白OmpC与OmpF，是介导某些抗菌药物跨膜运输的重要通道。OmpC蛋白含量多OmpF蛋白含量少时，通道孔径会缩小而减少对抗菌药的通透。下图是两种膜孔蛋白应对渗透压变化的一种调节机制。下列相关叙述错误的是（ ）
A．连续使用抗菌药可能会导致OmpF低表达或不表达，不利于细菌生存
B．不同渗透压下OmpR蛋白空间构象不同，OmpF蛋白与OmpC蛋白的基因表达情况不同
C．高渗条件下OmpC基因转录增加，OmpF的合成受抑制，低渗条件下优先表达OmpF蛋白
D．膜孔蛋白表达情况会影响膜的通透性，降低细菌对抗菌药的敏感性，导致细菌表现出耐药性
【答案】A
【分析】分析题干信息：OmpC蛋白含量多OmpF蛋白含量少时，通道孔径会缩小而减少对抗菌药的通透，这是不利于杀菌的，反之则有利于抑制细菌的繁殖。
【详解】A、OmpF基因低表达或不表达，使通道孔径缩小而减少抗菌药的通透，有利于细菌表现耐药性，有利于生存，A错误；
B、不同渗透压下OmpR蛋白空间构象不同，是因为OmpF蛋白与OmpC蛋白的基因表达情况不同，B正确；
C、高渗条件下OmpC基因转录增加，OmpC增多，OmpF的合成受抑制，OmpF降低，低渗条件下优先表达OmpF蛋白，C正确；
D、高渗下OmpC蛋白含量多OmpF蛋白含量少，通道孔径会缩小而减少抗菌药的通透，降低细菌对抗菌药的敏感性，导致细菌表现出耐药性，D正确。
故选A。
24．海龟体内雄性基因表达的调控机制如下：环境温度较高时，钙离子大量流入性腺细胞，经过一系列信号转导，抑制Kdm6B酶的活性；Kdm6B有利于组蛋白H3的合成，组蛋白H3与DNA结合紧密，导致雄性基因不表达，使得受精卵更易发育为雌性。下列叙述错误的是（ ）
A．Kdm6B酶催化Kdm6B的分解
B．温度影响到了雄性基因的转录过程
C．相同基因型的受精卵在分别发育成雄性和雌性后，体内的RNA和蛋白质已完全不同
D．不同温度条件下海龟发育为雄性或雌性都离不开基因的选择性表达
【答案】C
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程主要在细胞核中进行，需要RNA聚合酶参与；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和tRNA。细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的，基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，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。
【详解】A、从“Kdm6B有利于组蛋白H3的合成，组蛋白H3与DNA结合紧密，导致雄性基因不表达，使得受精卵更易发育为雌性”可以推出，Kdm6B较多时更易发育为雌性。根据题意，环境温度较高时，受精卵更易发育为雌性，所以此时Kdm6B会较多，而此时Kdm6B酶的活性受抑制，即Kdm6B酶活性受抑制时会导致Kdm6B含量的增多，说明Kdm6B酶催化Kdm6B的分解，而不是催化Kdm6B的合成，A正确；
B、从“组蛋白H3与DNA结合紧密，导致雄性基因不表达”可以推出，温度影响到了雄性基因的转录过程，B正确；
C、相同基因型的受精卵在不同条件下分别发育成雄性和雌性后，体内的遗传物质虽然仍相同，但由于基因的选择性表达，雌性和雄性个体中的RNA和蛋白质不完全不同，即仍然有相同的，C错误；
D、个体发育都离不开基因的选择性表达，D正确。
故选C。
25．野生番茄和栽培番茄的抗寒性分别受基因W1和W2控制，两基因序列和表达出的氨基酸序列高度相似。低温环境下，野生番茄的W1蛋白可与W1基因启动子结合，促进W1蛋白的积累，进而抵抗寒冷环境；低温环境下，栽培番茄中则不表达W2蛋白，过程如图所示。若在栽培番茄中过表达W2蛋白，植株的抗寒能力与野生番茄相似，下列叙述正确的是（ ）
A．W1蛋白是通过增强WI基因的复制和转录过程，进而提高了W1蛋白的合成效率
B．野生番茄中W1蛋白的积累是W1蛋白结合W1基因启动子发生负反馈调节的结果
C．W1蛋白和W2蛋白氨基酸序列不同的原因可能是基因启动子区段的碱基序列不同
D．栽培番茄抗寒性改变的原因是W2蛋白表达水平的改变而不是W2蛋白功能的改变
【答案】D
【分析】启动子位于基因的上游，是RNA聚合酶识别和结合位点，可驱动基因转录出mRNA。
【详解】A、低温环境下，野生番茄的W1蛋白可与W1基因启动子结合，增强增强WI基因的转录和翻译过程，进而提高了W1蛋白的合成效率，A错误；
B、野生番茄的W1蛋白可与W1基因启动子结合，促进W1蛋白的积累是W1蛋白结合W1基因启动子发生正反馈调节的结果，B错误；
C、W1蛋白和W2蛋白氨基酸序列不同的原因可能是基因的碱基序列不同，C错误；
D、低温环境下，栽培番茄中则不表达W2蛋白，若在栽培番茄中过表达W2蛋白，植株的抗寒能力与野生番茄相似，故栽培番茄抗寒性改变的原因是W2蛋白表达水平的改变而不是W2蛋白功能的改变，D正确。
故选D。
第II卷（非选择题 共40分）
二、非选择题（共3小题，共40分）
26．中国是世界第一大茄子生产国及消费大国，不同地区消费者对茄子果色的喜好不同。茄子果皮的颜色有紫色、白色和绿色，由两对基因W/w和Y/y控制。科研团队利用三种果皮颜色不同的纯合亲本开展了以下研究（见表）。回答下列问题。
组合 亲本 F1 F2（株数）
紫色 绿色 白色
Ⅰ 绿色×紫色 紫色 58 20
Ⅱ 白色×紫色 紫色 59 15 5
(1)由组合 的结果可以得出结论：控制茄子果皮颜色遗传的基因位于 对同源染色体。从表中该组合的亲本和后代中选取合适的个体，进一步设计实验验证以上结论。
实验思路： 。
预期结果： 。
(2)若控制紫色性状的基因为W，控制绿色性状的基因为Y，则W、Y基因之间的作用关系应为 ，因此组合Ⅱ中F2的绿色果皮植株的基因型是 。
(3)茄子果皮颜色越深，花青素含量越高，其营养价值越高。研究人员发现：强光能激活MBW复合物，进而促进花青素合成酶基因的表达，在花青素合成酶的催化下，苯丙氨酸能合成花青素。上述现象说明基因通过 ，进而控制生物体的性状；且茄子果皮颜色这一性状是 共同作用的结果。
【答案】(1)Ⅱ 两/二/2 选F1与白色亲本（或F2的白色个体）进行杂交，观察并统计后代的性状及比例 子代出现紫色：绿色：白色=2：1：1
(2) W基因抑制Y基因的表达 wwYY、wwYy
(3) 控制酶的合成来控制代谢过程 基因和环境
【分析】分析表格：组合Ⅱ紫色与白色杂交，子一代全为紫色，子一代自交，子二代紫色：绿色：白色=12：3：1，为9：3：3：1的变式，说明紫花为显性性状，该性状由两对等位基因控制，且独立遗传，符合基因的自由组合定律。
【详解】（1）由组合Ⅱ可知，紫色与白色杂交，子一代全为紫色，子一代自交，子二代紫色：绿色：白色=12：3：1，为9：3：3：1的变式，说明控制茄子果皮颜色遗传的基因位于两对同源染色体上，为了进一步设计实验验证以上结论，实验思路为选取组合Ⅱ的F1（WwYy）和亲本白色植株（wwyy）杂交（测交实验），观察并统计子代的表现性及比例，预期结果：若子代中紫色：绿色：白色=2：1：1，则可验证控制茄子果皮颜色遗传的基因位于两对同源染色体上。
（2）由组合Ⅱ可知，紫色（WWYY）与白色（wwyy）杂交，子一代全为紫色，子一代自交，子二代紫色：绿色：白色=12：3：1，说明F1的基因型为WwYy，则W、Y基因之间的作用关系应为W基因抑制Y基因的表达，因此组合Ⅱ中F2的绿色果皮植株的基因型是wwYY和wwYy。
（3）强光能激活MBW复合物，进而促进花青素合成酶基因的表达，在花青素合成酶的催化下，苯丙氨酸能合成花青素。上述现象说明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；且茄子果皮颜色这一性状是基因和环境共同作用的结果。
27．玉米的甜度与玉米籽粒中的蔗糖含量有关，表现为超甜、微甜、不甜三种。当基因A存在时会抑制淀粉转化为蔗糖，使玉米无甜味。基因B和基因D的表达产物相互结合后可催化蔗糖转化为淀粉，使玉米微甜。基因B或基因D的表达产物单独存在时没有以上催化作用。现有甲、乙、丙三个纯合品系，且丙的基因型为AABBDD。为研究基因控制相关物质合成的途径及其遗传规律，科研工作者用三个品系做了相关杂交实验，结果如下表：
组别 杂交实验 F1表型及比例 F1自交所得F2的表型及比例
一 甲×乙 全部微甜 微甜：超甜=9：7
二 甲×丙 全部不甜 不甜：微甜：超甜=12：3：1
三 乙×丙 全部不甜 不甜：超甜=3：1
请回答下列问题
(1)相关基因对玉米甜度的控制途径是 。
(2)杂交组合一中，甲、乙两亲本的基因型分别为 ，F2中纯合超甜玉米的比例为 。具有甜味的玉米基因型最多有 种。
(3)若已知A基因位于4号染色体上，则基因A、B、D的位置关系可能是 。
(4)科研工作者欲培育稳定遗传的微甜玉米，以表中各植株为材料，最简便的实验方案是 。
【答案】(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)aabbDD、aaBBdd（或aaBBdd、aabbDD） 3/16 9
(3)B基因和D基因中有一个位于4号染色体上，与A基因连锁，另一个基因不位于4号染色体上
(4)选择杂交组合二F2中的微甜品系玉米连续自交，直至选出后代不发生性状分离的植株
【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】（1）基因B和基因D的表达产物可以相互结合，催化蔗糖转化为淀粉，使玉米微甜，说明基因B和基因D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）当A基因存在时会抑制淀粉转化为蔗糖，使玉米无甜味，所以基因型A_____表现为不甜；基因B和基因D的表达产物可以相互结合，催化蔗糖转化为淀粉，使玉米微甜，所以基因型aaB_D_表现为微甜；基因B或基因D的表达产物单独存在时没有以上催化作用，所以基因型aabbdd、aaB_dd或aabbD_表现为超甜。据杂交组合一F1中全为微甜，F2中微甜∶超甜=9∶7可知，F1的基因型为aaBbDd，甲、乙的基因型分别为aabbDD、aaBBdd（或aaBBdd、aabbDD）；F2中超甜纯合子的基因型为aaBBdd、aabbDD、aabbdd，占3/16；具有甜味的玉米包括微甜和超甜，微甜有4种基因型（aaB_D_），超甜有5种基因型（aaB_dd、aabbD_、aabbdd）共计9种。
（3）已知丙的基因型为AABBDD，乙的基因型为aaBBdd或aabbDD，依据组合三的杂交结果可知，B基因和D基因中有一个位于4号染色体上，与A基因连锁，另一个基因不位于4号染色体上。
（4）杂交组合二F2中的微甜品系的基因型为aaB_DD或aaBBD_，故最简便的方法是选择杂交组合二F2中的微甜植株连续自交，直至选出后代不发生性状分离的植株。
28．人出生前，胎儿的血红蛋白由α珠蛋白和γ珠蛋白组成，出生后人体血红蛋白则主要由α珠蛋白和β珠蛋白组成。研究发现，β和γ珠蛋白分别由B、D基因控制合成。其中D基因在出生前后的作用变化机理如图1所示。β-地中海贫血（简称β地贫）是一种由基因突变导致β珠蛋白异常、以溶血和无效造血为特征的单基因遗传病。研究人员发现β地贫患者甲的症状明显比其他患者轻，并对此开展研究，研究结果如图2。回答下列问题。
(1)图1中的启动子是一段有特殊序列结构的 ，它被RNA聚合酶识别和结合后，基因才能通过 过程生成mRNA。图1中DNMT的作用是使D基因的部分 （填“磷酸基”或“碱基”或“脱氧核糖”）发生甲基化修饰。
(2)正常人出生后血红蛋白一般不含有γ珠蛋白，结合图1解释其原因 。结合图1、2分析，正常人D基因甲基化水平应比患者甲 （填“高”或“低”或“基本一致”），依据是 。
(3)结合题干和图2的信息，从分子水平分析β地贫患者甲症状较轻的原因是 。根据患者甲的症状特点，结合DNMT在D基因甲基化过程中所起的催化作用，提出β-地中海贫血患者治疗药物的开发思路 。
【答案】(1)DNA片段 转录 碱基
(2) 出生后，在DNMT的作用下D基因被甲基化，D基因的表达受到抑制，γ珠蛋白合成减少 高 正常人D基因的mRNA含量低于患者甲
(3)D基因表达出了大量的γ珠蛋白，能与α珠蛋白结合形成正常的血红蛋白，从而使溶血等症状减轻 研发阻止DNMT基因表达的药物（或研发抑制DNMT酶活性的药物）
【分析】1、DNA分子中由于碱基的增添、缺失和替换而导致基因结构的改变叫做基因突变。
2、表观遗传是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的变化，并最终导致了表型的变化。
【详解】（1）启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，是转录的起点，它被RNA聚合酶识别和结合后，基因才能通过转录的过程生成mRNA，DNMT的作用是使D基因的部分碱基发生甲基化。
（2）DNMT基因表达出DNMT，催化胎儿D基因的启动子发生甲基化过程，导致启动子甲基化，从而阻止D基因表达，故正常人出生后血红蛋白一般不含有γ珠蛋白。由于患者甲的D基因的mRNA以及γ珠蛋白的含量高于正常人的，故正常人D基因甲基化水平应比患者甲高。
（3）结合题干和图2的信息，从分子水平分析β地贫患者甲症状较轻的原因是D基因表达出了大量的γ珠蛋白，能与α珠蛋白结合形成正常的血红蛋白，从而使溶血等症状减轻。
从图1看出，甲个体DNMT基因发生突变后，导致 DNMT结构异常无法催化D基因的启动子甲基化，D基因表达量增加，可以表达出γ肽链，形成正常的血红蛋白，达到治疗地中海贫血的目的，因此思路是研发阻止DNMT基因表达的药物（或研发抑制DNMT酶活性的药物）。第4章 基因的表达单元测试
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
第Ⅰ卷（选择题 共60分）
一、选择题（共25小题，共60分。在每小题给出的四个选项中选一个，第1-20题，每小题2分，
第21-25题，每小题4分，选错的得0分。）
1．手足口病是一种儿童常见的传染病，发病人群以5岁及以下儿童为主，肠道病毒EV71是引起该病的主要病原体之一，为单股正链RNA（+RNA）病毒，下图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。下列说法错误的是（ ）
A．+RNA上含有多个基因，能表达多种蛋白质
B．物质M的合成场所是宿主细胞的核糖体，至少有三种RNA参与
C．催化①②过程的物质N可能是RNA复制酶
D．图中+RNA既是病毒的重要成分，也是复制、转录的模板
2．1957年克里克提出“中心法则”，1970年他又重申了中心法则的重要性，完善了中心法则（如图），相关叙述正确的是（ ）
A．过程①需要解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等
B．过程①、③、⑤所需的原料分别为脱氧核苷酸、氨基酸、核糖核苷酸
C．烟草花叶病毒的RNA进行过程④时需要烟草细胞提供模板、能量等
D．中心法则揭示了基因都是通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
3．对于下列图解，正确的说法有（ ）
①表示DNA复制过程②表示DNA转录过程③共有5种碱基④共有5种核苷酸⑤共有8种核苷酸⑥A均代表同一种核苷酸
A．②③⑤ B．④⑤⑥ C．②③④ D．①③⑤
4．如图为DNA、蛋白质与性状的关系示意图，有关说法正确的是（ ）
A．①过程与DNA复制的共同点是都以DNA单链为模板，在DNA聚合酶的作用下进行
B．②过程中需要多种tRNA，不同tRNA所转运的氨基酸一定不同
C．图中的DNA链和mRNA链长度相同
D．人的白化病是通过蛋白质间接表现的，囊性纤维化是通过蛋白质直接表现的
5．关于细胞的叙述，正确的是（ ）
A．固定CO2的细胞一定含有能捕获光能的色素
B．丙酮酸分解为CO2的过程一定发生在线粒体基质
C．分泌蛋白的加工及分泌不一定与内质网和高尔基体有关
D．A-U配对、T-A配对的现象不会发生在细胞核的核仁处
6．科学家在研究某种小鼠毛色的遗传时发现，纯合黄色小鼠(AvyAvy)与黑色小鼠(aa)杂交，F1(Avya)中小鼠的体色表现为介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。进一步研究发现，F1中不同体色小鼠的Avy基因碱基序列相同，但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。下列相关推测正确的是（ ）
A．该种小鼠体色的遗传不遵循孟德尔的遗传定律
B．被甲基化的基因的遗传信息发生改变，从而使生物体的性状发生改变
C．Avy基因的甲基化程度越高，F1小鼠的体色就越浅
D．基因的甲基化可能会阻止RNA聚合酶与Avy基因的结合
7．下列关于遗传信息表达过程的叙述，正确的是（ ）
A．一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板
B．由于密码子的简并性，一种tRNA可携带多种氨基酸
C．多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链
D．编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成
8．不同的食物选择可能会引起可遗传的表观遗传修饰，从而导致个体间存在胖瘦差异，这种修饰部分在产生配子时消除，部分会遗传给下一代。下列叙述正确的是（ ）
A．该实例说明过量食用“垃圾食品”会造成表型肥胖者的基因碱基序列改变
B．肥胖者可能会由于肝细胞内某些调控基因无法正常复制而增加患病风险
C．该实例可为“不健康的生活方式影响自己还会毒害下一代”提供证据
D．该实例说明DNA一旦被甲基化或组蛋白被乙酰化将不能再被消除
9．中心法则是分子生物学中最核心的内容，它精炼地概括了遗传信息的传递方向与传递媒介，在生物学中有着极其重要的地位。已知丙肝病毒（HCV）为RNA复制型病毒。下列相关叙述正确的是（ ）
A．可通过HCV抗体检测疑似患者是否感染HCV
B．在被HCV侵染的肝细胞中能完成图中五个路径
C．肝细胞完成右图中过程均由线粒体提供能量
D．病毒蛋白质的氨基酸序列是由mRNA上的反密码子决定的
10．间充质干细胞（MSCs）是一类具有自我复制和多向分化能力的成体干细胞，可分化为骨、软骨、肌肉等多种人体组织。科学家发现：用L-肉碱处理MSCs后，hTERT基因的启动子区的甲基化水平降低，MSCs衰老程度显著降低。下列有关叙述不合理的是（ ）
A．可以通过酶活性、细胞体积等变化来判断细胞衰老程度
B．hTERT基因启动子去甲基化可能促进间充质干细胞衰老
C．根据实验结果推测L-肉碱可通过调控基因表达来延缓MSCs衰老
D．该项研究在人体组织修复中具有广阔临床应用前景
11．研究发现，大鼠幼崽的性格发育与大脑海马区皮质醇受体基因的表达水平有关，皮质醇受体基因的高表达能抑制应激反应的强度，使大鼠保持安静、放松的状态。而DNA甲基转移酶能使该基因的甲基化水平升高，从而抑制其表达。为了进一步研究确定亲子抚养方式是否影响大鼠幼崽性格，研究人员选取一批皮质醇受体基因的碱基序列完全相同的幼崽随机分成两组，分别由“负责任”母鼠（善于舔舐和清洁幼崽）和“不负责任”母鼠（不善于舔舐和清洁幼崽）进行亲子抚养，结果发现，“负责任”母鼠抚养的幼鼠成年后，遇到刺激表现为安静、放松；而“不负责任”母鼠抚养的幼鼠成年后，遇到刺激表现为敏感、紧张。下列有关叙述，错误的是（ ）
A．由于母鼠抚养方式的差异引起成年后性格特点不同的特征，有可能传递给下一代
B．选取皮质醇受体基因碱基序列完全相同的幼崽进行实验，目的是排除遗传因素影响
C．“不负责任”母鼠抚养的幼崽敏感、紧张，原因是其体内DNA甲基转移酶活性较低
D．根据实验结果获得启示：家长给予孩子足够的关爱将有利于孩子形成良好的性格
12．人类复杂的基因组不仅控制着我们的身体机能，还与健康和疾病紧密相连。基因组中的“暗物质”——非编码序列占据了惊人的98%，其中有约8%是内源性逆转录病毒元件，它是数百万年前古病毒入侵并整合到人类基因组中的残留物，通常情况下处于沉默状态。中国科学家研究发现，随着年龄的增长，某些因素会导致原本沉寂的古病毒元件在人体细胞内被重新激活，驱动细胞衰老的“程序化”和“传染性”。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞衰老的过程本质上也受到遗传物质的调控
B．古病毒入侵并整合到人类基因组之前其遗传物质中含有尿嘧啶
C．沉寂的古病毒元件被重新激活需要逆转录酶的参与
D．该项研究可以为揭示细胞衰老的内在机制提供新依据
13．塔宾曲霉菌分泌的降解酶对PU（聚氨基甲酸酯，一类塑料）有生物降解作用，一类没有被命名的细菌（暂叫塑料分解菌）也能分泌降解酶，对PU有生物降解作用。下列有关叙述正确的是（ ）
A．塔宾曲霉菌和塑料分解菌分泌分裂时均发生染色质形成染色体的变化
B．塔宾曲霉菌和塑料分解菌降解酶时都需要内质网和高尔基体加工
C．塔宾曲霉菌和塑料分解菌内都会发生RNA聚合酶和DNA链的结合
D．塔宾曲霉菌和塑料分解菌分泌的降解酶都能为PU的降解提供能量
14．甜瓜的性别分化由分别位于三对同源染色体上的3对等位基因控制，具体机制如下图（图中“＋”表示箭头左侧事件发生后，右侧事件方能发生；“－”表示箭头左侧事件发生后，右侧事件无法发生）。一朵花既有雄蕊又有雌蕊时为两性花，仅有雄蕊时为雄花，仅有雌蕊时为雌花。野生型甜瓜基因型为AABBEE。不同部位花发育过程中乙烯含量有差异，且此差异不受上述3对基因的影响。下列叙述正确的是（ ）
A．A/a、B/b、E/e所在的三对同源染色体为甜瓜的性染色体
B．一株野生型甜瓜的某些部位开雌花，另一些部位开两性花
C．野生型与AAbbee杂交，F2为野生型：全雌花：全雄花＝9：3：4
D．野生型与AAbbEE杂交，F2为野生型：全雄花＝3：1
15．西北牡丹在白色花瓣基部呈现色斑，极具观赏价值。研究发现，紫色色斑内会积累花色素苷。PrF3H基因控制花色素苷合成途径中关键酶的合成。如图，分别提取花瓣紫色和白色部位的DNA，经不同处理后PCR扩增PrF3H基因的启动子区域，电泳检测扩增产物。分析实验结果可以得出的结论是（ ）
A．花瓣紫色与白色部位PrF3H基因的碱基序列存在差异
B．白色部位PrF3H基因启动子甲基化程度高于紫色部位
C．PrF3H基因启动子甲基化程度高有利于花色素苷合成
D．启动子甲基化可调控基因表达说明性状并非由基因控制
16．为平衡两性中X染色体基因表达水平，雌性哺乳动物进化出一套独特的遗传系统，即在体细胞中随机失活其中一条X染色体，失活的X染色体称为巴氏小体。巴氏小体的形成受Xist基因调控，由于卵原细胞中Xist基因是沉默的，因此已形成的巴氏小体会重新变成原始的状态，进行正常的减数分裂。红绿色盲是由对应颜色的视锥细胞中的特定光敏色素的功能障碍或缺失造成的。下列相关叙述正确的是（ ）
A．女性一生排出的卵细胞中有一半含巴氏小体
B．巴氏小体的形成可能是由表观遗传控制的
C．红绿色盲基因携带者的视锥细胞中的特定光敏色素功能正常
D．红绿色盲基因携带者的女性后代不会出现巴氏小体
17．为研究细胞核内45sRNA与细胞质内28sRNA和18sRNA的关系，将3H标记的尿嘧啶加入到鼠肝细胞的培养物中，开始计时，10分钟后洗涤培养的细胞（洗脱游离的3H标记的尿嘧啶），并将其转移到不含标记的尿嘧啶培养基中，然后隔一定时间取样分析，得到如下结果：
测定的细胞部位 细胞质 细胞核
时间（分） 0 10 30 60 0 10 30 60
含3H-尿嘧啶的RNA 45sRNA － － － － － ＋ － －
32sRNA － － － － － － ＋ －
28sRNA － － － ＋ － － － ＋
18sRNA － － ＋ ＋ － － ＋ ＋
注：“＋”表示有，“－”表示无；s大小可间接反映分子量的大小
下列叙述正确的是（ ）
A．10分钟后细胞不再合成45sRNA
B．32sRNA是在细胞质中由45sRNA加工而成
C．18sRNA较28sRNA先被加工成熟
D．18sRNA和28sRNA是由32sRNA转变而来
18．甜玉米由于其可溶性糖（蔗糖）含量较高，甜味浓郁，并携带玉米特有的香味，而深受消费者喜欢。研究发现甜玉米中蔗糖含量受3对等位基因调控，其中基因D（d）、H（h）完全连锁（不发生互换），而基因Sh（sh）与它们相互独立遗传。调控过程如图所示，若酶甲活性正常，酶乙失活，则产生超级甜玉米；若两种酶活性都正常，则产生普通甜玉米。现有3个纯合品系DDHHshsh（品系1）、DDhhShSh（品系2）和ddHHShSh（品系3），期望通过杂交育种，选育出超级甜纯合品系。下列有关叙述错误的是（ ）
A．理论上，超级甜玉米的基因型有5种，其中纯合品系的基因型有3种
B．突变得到的基因Sh所控制合成的酶甲结构改变，进而影响酶甲的催化效率
C．品系1和品系2杂交得到的F1，F1自交，理论上F2中普通甜玉米个体占3/16
D．品系2和品系3杂交得到的F1，F1自交，理论上F2超级甜玉米中纯合品系占1/4
19．科研人员发现F蛋白和W蛋白通过调控水杨酸的合成来促进自由基的产生，进而导致叶片衰老。研究者将水杨酸合成基因启动子与荧光素酶基因连接构建基因表达载体，导入野生型番茄叶片制备的原生质体中，并检测荧光素酶表达量，实验处理及结果如图1所示。请结合图1补充图2的关系模型，“1”和“2”分别代表的是（ ）
A．1-促进 2-抑制
B．1-促进 2-促进
C．1-抑制 2-促进
D．1-抑制 2-抑制
20．特殊的小麦种子“山农”品系，其花药、叶鞘的性状均为紫色，紫色表型主要是由花青素引起，苯丙氨酸是花青素生物合成的直接前体。研究人员将“山农”与普通小麦（黄花药、白叶鞘）进行了杂交实验，F 全为黄花药紫叶鞘，F 中黄花药：紫花药=3：1，紫叶鞘：白叶鞘=3：1。下列叙述正确的是（ ）
A．紫色叶鞘性状为细胞核遗传，为隐性基因控制
B．杂交得到的F 中，黄花药紫叶鞘的个体所占比例是9/16
C．基因控制花青素的合成，体现了基因可直接控制生物的性状
D．若要判断F 中黄花药的基因型，可用紫花药植株与之杂交进行鉴定
故选D。
2024年3月1日，中国科学院在《细胞》杂志上发表了封面研究论文。论文解析了叶绿体RNA聚合酶PEP复合物（细菌型质体编码的RNA聚合酶）和PEP转录延伸复合物的高分辨率冷冻电镜结构，如图所示。
该结构的五个模块均由1－7个不等的蛋白质亚基所构成。其中“催化模块”与蓝细菌RNA聚合酶高度相同，“RNA模块”可以结合在RNA合成通道外围，以序列特异性的方式结合RNA，参与并协助RNA转录后加工。“调控模块”可能参与调控PEP的转录活性。
阅读以上材料，完成以下小题。
21．下列关于叶绿体结构与组成的相关叙述正确的是（ ）
A．组成催化模块的基本单位是氨基酸
B．如图所示的高分辨率冷冻电镜下的结构称为显微结构
C．蓝细菌的叶绿体中也可能存在图示结构
D．叶绿体中含有核糖体，可以合成自身的全部蛋白质
22．下列关于叶绿体的遗传与进化相关叙述错误的是（ ）
A．该论文为叶绿体起源于蓝细菌提供了证据
B．叶绿体RNA聚合酶的主要功能是结合DNA，形成RNA
C．RNA模块是以碱基互补配对的方式与RNA结合
D．若调控模块受损，叶绿体DNA转录的速度将会受影响
23．革兰氏阴性菌存在外膜孔蛋白OmpC与OmpF，是介导某些抗菌药物跨膜运输的重要通道。OmpC蛋白含量多OmpF蛋白含量少时，通道孔径会缩小而减少对抗菌药的通透。下图是两种膜孔蛋白应对渗透压变化的一种调节机制。下列相关叙述错误的是（ ）
A．连续使用抗菌药可能会导致OmpF低表达或不表达，不利于细菌生存
B．不同渗透压下OmpR蛋白空间构象不同，OmpF蛋白与OmpC蛋白的基因表达情况不同
C．高渗条件下OmpC基因转录增加，OmpF的合成受抑制，低渗条件下优先表达OmpF蛋白
D．膜孔蛋白表达情况会影响膜的通透性，降低细菌对抗菌药的敏感性，导致细菌表现出耐药性
24．海龟体内雄性基因表达的调控机制如下：环境温度较高时，钙离子大量流入性腺细胞，经过一系列信号转导，抑制Kdm6B酶的活性；Kdm6B有利于组蛋白H3的合成，组蛋白H3与DNA结合紧密，导致雄性基因不表达，使得受精卵更易发育为雌性。下列叙述错误的是（ ）
A．Kdm6B酶催化Kdm6B的分解
B．温度影响到了雄性基因的转录过程
C．相同基因型的受精卵在分别发育成雄性和雌性后，体内的RNA和蛋白质已完全不同
D．不同温度条件下海龟发育为雄性或雌性都离不开基因的选择性表达
25．野生番茄和栽培番茄的抗寒性分别受基因W1和W2控制，两基因序列和表达出的氨基酸序列高度相似。低温环境下，野生番茄的W1蛋白可与W1基因启动子结合，促进W1蛋白的积累，进而抵抗寒冷环境；低温环境下，栽培番茄中则不表达W2蛋白，过程如图所示。若在栽培番茄中过表达W2蛋白，植株的抗寒能力与野生番茄相似，下列叙述正确的是（ ）
A．W1蛋白是通过增强WI基因的复制和转录过程，进而提高了W1蛋白的合成效率
B．野生番茄中W1蛋白的积累是W1蛋白结合W1基因启动子发生负反馈调节的结果
C．W1蛋白和W2蛋白氨基酸序列不同的原因可能是基因启动子区段的碱基序列不同
D．栽培番茄抗寒性改变的原因是W2蛋白表达水平的改变而不是W2蛋白功能的改变
第II卷（非选择题 共40分）
二、非选择题（共3小题，共40分）
26．中国是世界第一大茄子生产国及消费大国，不同地区消费者对茄子果色的喜好不同。茄子果皮的颜色有紫色、白色和绿色，由两对基因W/w和Y/y控制。科研团队利用三种果皮颜色不同的纯合亲本开展了以下研究（见表）。回答下列问题。
组合 亲本 F1 F2（株数）
紫色 绿色 白色
Ⅰ 绿色×紫色 紫色 58 20
Ⅱ 白色×紫色 紫色 59 15 5
(1)由组合 的结果可以得出结论：控制茄子果皮颜色遗传的基因位于 对同源染色体。从表中该组合的亲本和后代中选取合适的个体，进一步设计实验验证以上结论。
实验思路： 。
预期结果： 。
(2)若控制紫色性状的基因为W，控制绿色性状的基因为Y，则W、Y基因之间的作用关系应为 ，因此组合Ⅱ中F2的绿色果皮植株的基因型是 。
(3)茄子果皮颜色越深，花青素含量越高，其营养价值越高。研究人员发现：强光能激活MBW复合物，进而促进花青素合成酶基因的表达，在花青素合成酶的催化下，苯丙氨酸能合成花青素。上述现象说明基因通过 ，进而控制生物体的性状；且茄子果皮颜色这一性状是 共同作用的结果。
27．玉米的甜度与玉米籽粒中的蔗糖含量有关，表现为超甜、微甜、不甜三种。当基因A存在时会抑制淀粉转化为蔗糖，使玉米无甜味。基因B和基因D的表达产物相互结合后可催化蔗糖转化为淀粉，使玉米微甜。基因B或基因D的表达产物单独存在时没有以上催化作用。现有甲、乙、丙三个纯合品系，且丙的基因型为AABBDD。为研究基因控制相关物质合成的途径及其遗传规律，科研工作者用三个品系做了相关杂交实验，结果如下表：
组别 杂交实验 F1表型及比例 F1自交所得F2的表型及比例
一 甲×乙 全部微甜 微甜：超甜=9：7
二 甲×丙 全部不甜 不甜：微甜：超甜=12：3：1
三 乙×丙 全部不甜 不甜：超甜=3：1
请回答下列问题
(1)相关基因对玉米甜度的控制途径是 。
(2)杂交组合一中，甲、乙两亲本的基因型分别为 ，F2中纯合超甜玉米的比例为 。具有甜味的玉米基因型最多有 种。
(3)若已知A基因位于4号染色体上，则基因A、B、D的位置关系可能是 。
(4)科研工作者欲培育稳定遗传的微甜玉米，以表中各植株为材料，最简便的实验方案是 。
28．人出生前，胎儿的血红蛋白由α珠蛋白和γ珠蛋白组成，出生后人体血红蛋白则主要由α珠蛋白和β珠蛋白组成。研究发现，β和γ珠蛋白分别由B、D基因控制合成。其中D基因在出生前后的作用变化机理如图1所示。β-地中海贫血（简称β地贫）是一种由基因突变导致β珠蛋白异常、以溶血和无效造血为特征的单基因遗传病。研究人员发现β地贫患者甲的症状明显比其他患者轻，并对此开展研究，研究结果如图2。回答下列问题。
(1)图1中的启动子是一段有特殊序列结构的 ，它被RNA聚合酶识别和结合后，基因才能通过 过程生成mRNA。图1中DNMT的作用是使D基因的部分 （填“磷酸基”或“碱基”或“脱氧核糖”）发生甲基化修饰。
(2)正常人出生后血红蛋白一般不含有γ珠蛋白，结合图1解释其原因 。结合图1、2分析，正常人D基因甲基化水平应比患者甲 （填“高”或“低”或“基本一致”），依据是 。
(3)结合题干和图2的信息，从分子水平分析β地贫患者甲症状较轻的原因是 。根据患者甲的症状特点，结合DNMT在D基因甲基化过程中所起的催化作用，提出β-地中海贫血患者治疗药物的开发思路 。
