第2节 基因表达与性状的关系
分层练习
一、单选题
1．下列现象属于表观遗传的是（ ）
A．DNA序列改变，且基因的表达也发生可遗传改变
B．DNA序列不改变，且基因的表达不发生可遗传改变
C．DNA序列改变，而基因的表达不发生可遗传改变
D．DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传改变
2．如图是同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，表现出了两种不同的形态。引起叶形差异的主要原因是（ ）
A．基因型不同 B．环境因素不同
C．发生了可遗传变异 D．未发生基因的选择性表达
3．表观遗传的现象很多，包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化等，组蛋白乙酰化会导致染色质结构松散。下列相关叙述错误的是（ ）
A．DNA甲基化会导致DNA的碱基序列发生改变
B．组蛋白乙酰化可能影响细胞的分化
C．DNA甲基化引起的性状改变可以遗传给下一代
D．组蛋白乙酰化导致的染色质结构变化不会发生在原核细胞中
4．下列关于表观遗传的说法错误的是（ ）
A．表观遗传的分子生物学基础是DNA的甲基化等
B．表观遗传现象中，生物表型发生变化是由于基因的碱基序列改变
C．表观遗传现象与外界环境关系密切
D．表观遗传现象在生物体的生长发育过程中普遍存在
5．一对同卵双胞胎兄弟出生后在不同环境成长，多年后外貌特征在高度相似的同时也有一些微小差异，且各自的子女也具有了这些差异特征。下列关于此现象的分析，不正确的是（ ）
A．这些微小差异与表观遗传无关，只是环境因素对身体的直接影响
B．一些生活习惯能够影响细胞内基因表达与否及基因表达水平的高低
C．父母的某种生活经历或不良习惯可能通过遗传对子女产生影响
D．双胞胎差异的形成机制有利于环境适应的同时又避免了遗传信息紊乱
6．DNA的甲基化是一种化学修饰，也是表观遗传变异的重要内容，研究发现，随着年龄的增长，同卵双胞胎之间在基因组范围内的DNA甲基化修饰和差异越来越大。下列叙述错误的是（ ）
A．环境条件使得同卵双胞胎之间出现了表观遗传修饰的差异，进而引起了表型的不同
B．DNA甲基化程度升高或降低可能会导致相关基因表达不足或无法被遏制
C．表观遗传不改变DNA的碱基序列，但会改变生物体的性状
D．DNA的甲基化等造成的表观遗传现象仅存在生物体生长发育的特定时期
7．2024年9月，武汉大学汪晖团队揭示父亲喝咖啡会跨代遗传，导致后代可能患上非酒精性脂肪性肝炎（NASH）。其机理是父亲在孕前咖啡因暴露会使精子中某种miRNA（属于一种非编码RNA）减少，从而导致后代患上NASH。下列相关叙述错误的是（ ）
A．父亲精子中的DNA碱基序列未发生改变
B．该miRNA减少可能原因是该基因的起始密码高度甲基化
C．该miRNA是不被翻译的，但也能参与性状表现
D．该miRNA可作为由父系环境不利因素引起的NASH的一种潜在治疗靶点
8．如图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析下列叙述正确的是（ ）
A．基因1和2不能出现在人体内的同一个细胞中
B．白化病人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，不能合成黑色素
C．黑色素的形成过程说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状
D．图中②过程不同的tRNA转运的氨基酸不同
二、非选择题
9．2023年8月我国科研人员发现肠癌DNA甲基化调控的新机制，如图所示，为肠癌的早期检测和治疗提供了新思路，据图分析回答下列问题：
(1)DNA甲基化后，生物体基因的碱基序列 ，但基因表达和表型发生可遗传的变化。图甲表明去甲基化酶能进入细胞，但无法进入细胞核发挥作用，抑癌基因上游序列高度甲基化，会导致 。
(2)有实验表明，TET2能被蛋白酶水解，推断它的化学本质是 。由图乙可知，激活的β-catenin蛋白能够 TET2通过 从细胞质进入细胞核，使抑癌基因上游序列 ，抑癌基因甲基化水平降低引起肿瘤消退。
(3)另有多项研究表明，维生素C能够促进TET2的活性。请为肠癌治疗提供新思路。 。
1．表观遗传调控在诸如阿尔茨海默症等疾病中起重要作用。下列相关叙述错误的是（ ）
A．表观遗传是一种可遗传但不可逆的生化过程
B．靶向调节相关基因的甲基化水平可治疗阿尔茨海默症
C．组蛋白的甲基化、乙酰化等修饰也是表观遗传调控的方式
D．表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老等生命历程中
2．褐花杓兰和西藏杓兰的主要分布区域有一定交叉，且两者能够杂交并产生可育后代。典型的褐花杓兰，花是深紫色的；典型的西藏杓兰，花是紫红色的。它们的花色存在从浅红到深紫等一系列的过渡类型。下列说法错误的是（ ）
A．一系列花色过渡类型的出现会增加当地杓兰物种的多样性
B．杂交后代过渡花色的出现可能与表观遗传有关
C．褐花杓兰和西藏杓兰会与各自的传粉者以及无机环境协同进化
D．光照、气温等环境因素可能会导致杓兰种群基因频率定向改变
3．下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是（ ）
A．酶E的作用是催化DNA复制
B．人体细胞中转录主要发生在细胞核，转录的起点是起始密码子
C．环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素
D．DNA甲基化能通过抑制基因的转录，从而改变碱基序列和生物个体的表型
4．2024年诺贝尔生理学或医学奖授予两位科学家，以表彰他们发现了微RNA（miRNA）及其在转录后基因调控中的作用，下图表示线虫细胞中微RNA（lin-4）调控基因lin-14表达的相关作用机制。下列相关说法错误的是（ ）
A．lin-4基因转录后形成lin-4miRNA的过程中，经过了单链→双链→单链的变化
B．lin-4miRNA与靶mRNA结合，通过抑制转录过程进而使lin-14基因沉默
C．图中B过程，多个核糖体结合在一条mRNA上，可以提高蛋白质合成效率
D．由于miRNA的调控作用，导致线虫表型发生可遗传变化的现象，属于表观遗传
5．N1-甲基腺苷（m1A）是在mRNA中3'非翻译区（3'-UTR）的腺苷上添加甲基基团后形成的特殊结构，主要由m1A甲基转移酶催化形成，以阻止某些基因的表达。下图是m1A在甲藻细胞中参与mRNA修饰的具体过程。下列相关叙述错误的是（ ）
A．图中所示的拼接前导序列的作用可能是保护mRNA不会被RNA酶从头降解
B．在DNA模板链的5'端插入一段富含A的序列就能通过控制氮含量来调节基因的表达
C．在缺氮条件下，mRNA翻译水平升高可能与RNA去甲基化酶的活性增强有关
D．在正常条件下，m1A甲基转移酶与其他RNA甲基化酶可能存在协同作用
1．DNA 甲基化是表观遗传修饰的一种常见形式，能影响表型，也可能遗传给子代。在蜂群中，雌蜂幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而以花粉和花蜜为食的幼蜂将发育成工蜂。研究发现，DNMT3蛋白是核基因DNMT3表达的一种 DNA甲基化转移酶，能使DNA 某些区域添加甲基基团。回答下列问题：
(1)蜜蜂细胞中 DNMT3基因发生图1中的过程①在 进行， 过程②是 ，在 （填细胞器名称）进行。
(2)由图2可知发生甲基化后 （填“会”或“不会”）改变基因的碱基序列。由图3可知当基因的启动子区域甲基化后影响了 酶的识别，无法启动 过程，最终抑制该基因的表达。
(3)已知注射 DNMT3siRNA（小干扰RNA）能使DNMT3基因表达沉默，蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂的，请设计实验验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。
①实验思路：取多只生理状况相同的雌蜂幼虫，均分为A、B两组；A组不作处理，B组 ，其他条件相同且适宜；用花粉和花蜜饲喂一段时间后，观察并记录幼蜂发育情况。
②预期实验结果： A组 ，B组 。
2 / 6
2第2节 基因表达与性状的关系
分层练习
一、单选题
1．下列现象属于表观遗传的是（ ）
A．DNA序列改变，且基因的表达也发生可遗传改变
B．DNA序列不改变，且基因的表达不发生可遗传改变
C．DNA序列改变，而基因的表达不发生可遗传改变
D．DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传改变
【答案】D
【分析】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，叫作表观遗传。
【详解】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，叫作表观遗传，因此ABC错误，D正确。
故选D。
2．如图是同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，表现出了两种不同的形态。引起叶形差异的主要原因是（ ）
A．基因型不同 B．环境因素不同
C．发生了可遗传变异 D．未发生基因的选择性表达
【答案】B
【分析】基因型是与表现型有关的基因组成，表现型是生物个体的性状表现，基因型决定表现型，表现型是基因型与环境共同作用的结果。
【详解】同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，表现出了两种不同的形态，由于两种叶来自同一个受精卵，所以两种叶片细胞中的基因型是相同的，但是由于环境因素不同，所以两种叶片表现出两种不同的形态，B正确，ACD错误。
故选B。
3．表观遗传的现象很多，包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化等，组蛋白乙酰化会导致染色质结构松散。下列相关叙述错误的是（ ）
A．DNA甲基化会导致DNA的碱基序列发生改变
B．组蛋白乙酰化可能影响细胞的分化
C．DNA甲基化引起的性状改变可以遗传给下一代
D．组蛋白乙酰化导致的染色质结构变化不会发生在原核细胞中
【答案】A
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变。
【详解】A、DNA甲基化发生在DNA中，影响基因的表达，不改变DNA的碱基序列，A错误；
B、据题干信息分析，组蛋白乙酰化会导致染色质结构松散，从而影响基因的表达，基因表达水平的改变可能影响细胞分化，B正确；
C、DNA甲基化属于表观遗传，其引起的性状改变可以遗传给下一代，C正确；
D、组蛋白是构成染色质的成分，组蛋白乙酰化会导致染色质结构松散，而原核细胞中不存在染色质，故组蛋白乙酰化导致的染色质结构变化不会发生在原核细胞中，D正确。
故选A。
4．下列关于表观遗传的说法错误的是（ ）
A．表观遗传的分子生物学基础是DNA的甲基化等
B．表观遗传现象中，生物表型发生变化是由于基因的碱基序列改变
C．表观遗传现象与外界环境关系密切
D．表观遗传现象在生物体的生长发育过程中普遍存在
【答案】B
【分析】 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，叫作表观遗传。
【详解】A、表观遗传出现的原因是DNA的甲基化、染色体上的组蛋白发生乙酰化等，A正确，
B、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，B错误；
C、外界环境会引起细胞中DNA甲基化水平变化，从而引起表观遗传现象的出现，C正确；
D、表观遗传现象在生物体的生长发育过程中普遍存在，比如小鼠的毛色，D正确。
故选B。
5．一对同卵双胞胎兄弟出生后在不同环境成长，多年后外貌特征在高度相似的同时也有一些微小差异，且各自的子女也具有了这些差异特征。下列关于此现象的分析，不正确的是（ ）
A．这些微小差异与表观遗传无关，只是环境因素对身体的直接影响
B．一些生活习惯能够影响细胞内基因表达与否及基因表达水平的高低
C．父母的某种生活经历或不良习惯可能通过遗传对子女产生影响
D．双胞胎差异的形成机制有利于环境适应的同时又避免了遗传信息紊乱
【答案】A
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。
【详解】A、表观遗传是指基因的碱基序列不变，而基因的表达发生可遗传的改变，双胞胎兄弟的微小差异与表观遗传有关，A错误；
B、表观遗传是指基因的碱基序列不变，而基因的表达发生可遗传的改变，一些生活习惯能够影响细胞内基因表达与否及基因表达水平的高低，如吸烟等一些生活习惯可以使人体细胞内DNA的甲基化水平升高，影响相关基因的表达，B正确；
C、父母的某种生活经历或不良（吸烟等）习惯可能通过表观遗传对子女产生影响，C正确；
D、双胞胎差异的形成机制有利于环境适应的同时又避免了遗传信息紊乱，D正确。
故选A。
6．DNA的甲基化是一种化学修饰，也是表观遗传变异的重要内容，研究发现，随着年龄的增长，同卵双胞胎之间在基因组范围内的DNA甲基化修饰和差异越来越大。下列叙述错误的是（ ）
A．环境条件使得同卵双胞胎之间出现了表观遗传修饰的差异，进而引起了表型的不同
B．DNA甲基化程度升高或降低可能会导致相关基因表达不足或无法被遏制
C．表观遗传不改变DNA的碱基序列，但会改变生物体的性状
D．DNA的甲基化等造成的表观遗传现象仅存在生物体生长发育的特定时期
【答案】D
【分析】表观遗传：指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化。
DNA的甲基化：生物基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。
【详解】A、环境条件会影响基因的表达，同卵双胞胎有相同的基因，但由于环境条件使得他们之间出现表观遗传修饰的差异，进而会引起表型的不同，A正确；
B、DNA甲基化是基因表达调控的一种方式，甲基化程度升高可能会使基因表达不足，甲基化程度降低可能会使基因无法被遏制（正常应该被遏制的基因开始表达），B正确；
C、表观遗传不改变DNA的碱基序列，但会影响基因的表达从而改变生物体的性状，C正确；
D、DNA的甲基化等表观遗传现象贯穿生物体生长发育的整个时期，而不是仅存在于特定时期，D错误。
故选D。
7．2024年9月，武汉大学汪晖团队揭示父亲喝咖啡会跨代遗传，导致后代可能患上非酒精性脂肪性肝炎（NASH）。其机理是父亲在孕前咖啡因暴露会使精子中某种miRNA（属于一种非编码RNA）减少，从而导致后代患上NASH。下列相关叙述错误的是（ ）
A．父亲精子中的DNA碱基序列未发生改变
B．该miRNA减少可能原因是该基因的起始密码高度甲基化
C．该miRNA是不被翻译的，但也能参与性状表现
D．该miRNA可作为由父系环境不利因素引起的NASH的一种潜在治疗靶点
【答案】B
【分析】启动子是DNA分子中RNA聚合酶结合位点，起始密码是mRNA中翻译的起点位置。
【详解】A、父亲在孕前咖啡因暴露会使精子中某种miRNA减少，但父亲精子中的DNA碱基序列未发生改变，A正确；
B、该miRNA减少可能原因是该基因的启动子高度甲基化，B错误；
C、该miRNA属于一种非编码RNA，是不被翻译的，但也能参与性状表现，C正确；
D、某种miRNA减少，从而导致后代患上NASH，该miRNA可作为由父系环境不利因素引起的NASH的一种潜在治疗靶点，D正确。
故选B。
8．如图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析下列叙述正确的是（ ）
A．基因1和2不能出现在人体内的同一个细胞中
B．白化病人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，不能合成黑色素
C．黑色素的形成过程说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状
D．图中②过程不同的tRNA转运的氨基酸不同
【答案】B
【分析】1、图示为人体基因对性状控制过程示意图，其中①表示转录过程，主要在细胞核中进行，转录形成的mRNA，作为翻译的模板；②是翻译过程，在细胞质的核糖体上合成。
2、基因对性状的控制途径有：①基因通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物性状，②基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。
【详解】A、人体所有的体细胞都是由同一个受精卵通过有丝分裂形成的，含有相同的基因，因此基因1和基因2同时存在于人体所有的体细胞中，A错误；
B、人的白化病是由于控制酪氨酸酶的基因异常而引起的，患者由于缺少酪氨酸酶不能将酪氨酸合成黑色素，而表现出白化症状，B正确；
C、黑色素的形成过程需要经过①②③过程，表明基因通过 控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，C 错误；
D、一种tRNA只能转运一种特定的氨基酸，但几种tRNA可能转运同一种氨基酸，D错误。
故选B。
二、非选择题
9．2023年8月我国科研人员发现肠癌DNA甲基化调控的新机制，如图所示，为肠癌的早期检测和治疗提供了新思路，据图分析回答下列问题：
(1)DNA甲基化后，生物体基因的碱基序列 ，但基因表达和表型发生可遗传的变化。图甲表明去甲基化酶能进入细胞，但无法进入细胞核发挥作用，抑癌基因上游序列高度甲基化，会导致 。
(2)有实验表明，TET2能被蛋白酶水解，推断它的化学本质是 。由图乙可知，激活的β-catenin蛋白能够 TET2通过 从细胞质进入细胞核，使抑癌基因上游序列 ，抑癌基因甲基化水平降低引起肿瘤消退。
(3)另有多项研究表明，维生素C能够促进TET2的活性。请为肠癌治疗提供新思路。 。
【答案】(1) 保持不变 肿瘤恶化
(2) 蛋白质 促进 核孔 去甲基化
(3)β-catenin激活剂和维生素C联用
【分析】1、人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因：原癌基因和抑癌基因。一般来说，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，这类基因一日突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。相反，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。
2、癌细胞与正常细胞相比，具有以下特征：能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移，等等。
【详解】（1）DNA甲基化后，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的变化，这就是表观遗传。从图中可以看出，图甲去甲基化酶能进入细胞，抑癌基因上游序列高度甲基化，会导致肿瘤恶化。
（2）TET2能被蛋白酶水解，推断TET2的化学本质是蛋白质，属于生物大分子，生物大分子通过核孔进入细胞核，由图乙可知，激活的β-catenin蛋白对TET2起促进作用，使抑癌基因上游序列去甲基化，抑癌基因甲基化水平降低引起肿瘤消退。
（3）题干信息可知：维生素C能够促进TET2的活性，题图可知β-catenin激活剂能够促进TET2入核并催化抑癌基因去甲基化，从而使肿瘤消退，故β-catenin激活剂和维生素C联用的抗肿瘤方案有望为肠癌治疗提供新思路。
1．表观遗传调控在诸如阿尔茨海默症等疾病中起重要作用。下列相关叙述错误的是（ ）
A．表观遗传是一种可遗传但不可逆的生化过程
B．靶向调节相关基因的甲基化水平可治疗阿尔茨海默症
C．组蛋白的甲基化、乙酰化等修饰也是表观遗传调控的方式
D．表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老等生命历程中
【答案】A
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表型却发生了改变，如DNA的甲基化。
【详解】A、DNA甲基化后可去甲基化，故表观遗传的改变是可逆的，A错误；
B、靶向调节相关基因的甲基化水平，调节神经细胞凋亡，可用于治疗阿尔茨海默病，B正确；
C、除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达，属于表观遗传调控的方式，C正确；
D、表观遗传现象在生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中普遍存在，表观遗传机制在特定的时间通过调控特定基因的表达而影响细胞分裂、分化以及代谢等生命活动，D正确。
故选A。
2．褐花杓兰和西藏杓兰的主要分布区域有一定交叉，且两者能够杂交并产生可育后代。典型的褐花杓兰，花是深紫色的；典型的西藏杓兰，花是紫红色的。它们的花色存在从浅红到深紫等一系列的过渡类型。下列说法错误的是（ ）
A．一系列花色过渡类型的出现会增加当地杓兰物种的多样性
B．杂交后代过渡花色的出现可能与表观遗传有关
C．褐花杓兰和西藏杓兰会与各自的传粉者以及无机环境协同进化
D．光照、气温等环境因素可能会导致杓兰种群基因频率定向改变
【答案】A
【分析】现代进化理论的基本内容是：①进化是以种群为基本单位，进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。
【详解】A、褐花杓兰和西藏杓兰两者能够杂交并产生可育后代，说明没有生殖隔离，不能增加物种多样性，A错误；
B、后代出现多种表型，可能是表观遗传，B正确；
C、协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，该地生物多样性是褐花杓兰与其他生物、与环境之间协同进化的结果，C正确；
D、生物的表型=基因型+环境，因此光照，气温、土壤等环境因素可能会影响花的颜色，故光照、气温等环境因素可能会导致褐花杓兰种群基因频率定向改变，D正确。
故选A。
3．下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是（ ）
A．酶E的作用是催化DNA复制
B．人体细胞中转录主要发生在细胞核，转录的起点是起始密码子
C．环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素
D．DNA甲基化能通过抑制基因的转录，从而改变碱基序列和生物个体的表型
【答案】C
【分析】甲基化是指在DNA某些区域的碱基上结合一个甲基基团，故不会发生碱基对的缺失、增加或减少，甲基化不同于基因突变。DNA甲基化后会控制基因表达，可能会造成性状改变，DNA甲基化后可以遗传给后代。
【详解】A、据图可知，酶E的作用是催化DNA发生甲基化，而不是促进DNA的复制，因而不会改变碱基种类和排列顺序，A错误；
B、真核细胞的转录主要发生在细胞核内，翻译的起点是起始密码子，B错误；
C、“研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大”，说明环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素，C正确；
D、DNA甲基化是其中的碱基等发生甲基化的过程，并不会改变基因中碱基的序列，但会影响基因的表达进而影响生物个体的表型，D错误。
故选C。
4．2024年诺贝尔生理学或医学奖授予两位科学家，以表彰他们发现了微RNA（miRNA）及其在转录后基因调控中的作用，下图表示线虫细胞中微RNA（lin-4）调控基因lin-14表达的相关作用机制。下列相关说法错误的是（ ）
A．lin-4基因转录后形成lin-4miRNA的过程中，经过了单链→双链→单链的变化
B．lin-4miRNA与靶mRNA结合，通过抑制转录过程进而使lin-14基因沉默
C．图中B过程，多个核糖体结合在一条mRNA上，可以提高蛋白质合成效率
D．由于miRNA的调控作用，导致线虫表型发生可遗传变化的现象，属于表观遗传
【答案】B
【分析】据图分析，A表示转录，B表示翻译，C是lin-4miRNA与靶mRNA结合，抑制翻译过程。
【详解】A、结合图示可知，lin-4基因在细胞核内转录后形成单链的miRNA分子前体，通过核孔进入细胞质后在DI酶的作用下形成双链miRNA分子，和Ago蛋白结合后经过加工形成单链的lin-4miRNA，A正确；
B、lin-4miRNA与靶mRNA结合，通过抑制翻译过程进而使lin-14基因沉默，B错误；
C、图中B过程，多个核糖体结合在一条mRNA上，可合成多条相同的肽链，因此，可以提高蛋白质合成效率，C正确；
D、miRNA可以调控基因的表达，从而影响生物的性状，且这种性状的改变不涉及遗传物质的变化，属于表观遗传，D正确。
故选B。
5．N1-甲基腺苷（m1A）是在mRNA中3'非翻译区（3'-UTR）的腺苷上添加甲基基团后形成的特殊结构，主要由m1A甲基转移酶催化形成，以阻止某些基因的表达。下图是m1A在甲藻细胞中参与mRNA修饰的具体过程。下列相关叙述错误的是（ ）
A．图中所示的拼接前导序列的作用可能是保护mRNA不会被RNA酶从头降解
B．在DNA模板链的5'端插入一段富含A的序列就能通过控制氮含量来调节基因的表达
C．在缺氮条件下，mRNA翻译水平升高可能与RNA去甲基化酶的活性增强有关
D．在正常条件下，m1A甲基转移酶与其他RNA甲基化酶可能存在协同作用
【答案】B
【分析】转录是在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。 翻译是在核糖体中以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，以tRNA为转运工具、以细胞质里游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程。
【详解】A、图中所示的拼接前导序列的作用可能是保护mRNA不会被RNA酶从头降解，保证翻译过程正常进行，A正确；
B、根据碱基互补配对原则可推测，在DNA模板链的5'端插入一段富含T的序列就能通过控制氮含量来调节基因的表达，B错误；
C、图中显示，在缺氮条件下的翻译水平升高，据此可知，翻译水平升高的原因可能与RNA去甲基化酶的活性增强有关，C正确；
D、题意显示，在m1A甲基转移酶催化下，会在mRNA的非翻译区的腺苷上添加上甲基，而RNA甲基化酶也会使RNA上的相应碱基发生建计划，因而推测，m1A甲基转移酶与其他RNA甲基化酶可能存在协同作用，D正确。
故选B。
1．DNA 甲基化是表观遗传修饰的一种常见形式，能影响表型，也可能遗传给子代。在蜂群中，雌蜂幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而以花粉和花蜜为食的幼蜂将发育成工蜂。研究发现，DNMT3蛋白是核基因DNMT3表达的一种 DNA甲基化转移酶，能使DNA 某些区域添加甲基基团。回答下列问题：
(1)蜜蜂细胞中 DNMT3基因发生图1中的过程①在 进行， 过程②是 ，在 （填细胞器名称）进行。
(2)由图2可知发生甲基化后 （填“会”或“不会”）改变基因的碱基序列。由图3可知当基因的启动子区域甲基化后影响了 酶的识别，无法启动 过程，最终抑制该基因的表达。
(3)已知注射 DNMT3siRNA（小干扰RNA）能使DNMT3基因表达沉默，蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂的，请设计实验验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。
①实验思路：取多只生理状况相同的雌蜂幼虫，均分为A、B两组；A组不作处理，B组 ，其他条件相同且适宜；用花粉和花蜜饲喂一段时间后，观察并记录幼蜂发育情况。
②预期实验结果： A组 ，B组 。
【答案】(1) 细胞核 翻译 核糖体
(2) 不会 RNA 聚合 转录
(3) 注射适量的 DNMT3siRNA 发育为工蜂 发育为蜂王
【分析】1、DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶的催化作用下添加上甲基，虽然不改变DNA序列，但是导致相关基因转录沉默。
2、由题干可以理出一条逻辑线：DNMT3基因转录出某种mRNA后，翻译出DNMT3蛋白，能使DNA使某些区域甲基化程度高，结果雌蜂幼虫发育成工蜂。
【详解】（1）过程①是转录过程，其中DNMT3基因是核基因，因此过程①发生在细胞核内；过程②为翻译过程，发生在核糖体中，需要的原料为21种氨基酸。
（2）分析图2可知，基因甲基化不会改变基因的碱基序列，但会影响转录，从而影响基因的表达。图3显示基因的甲基化区域发生在启动子，从而影响RNA聚合酶与启动子的结合，抑制转录过程，直接影响了mRNA的形成。
（3）根据题干可知DNMT3siRNA能使DNMT3基因表达沉默，基因的甲基化程度降低，雌蜂幼虫发育成蜂王。实验的自变量为有无DNMT3siRNA，因变量是幼蜂的发育类别。
①据此取多只生理状况相同的雌蜂幼虫，均分为A、B两组；A组不作处理，B组注射适量的DNMT3siRNA，其他条件相同且适宜；用花粉和花蜜饲喂一段时间后，观察并记录幼蜂发育情况。
②如果A组发育成工蜂，B组发育成蜂王，则能验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。
2 / 12
2
