4.2 基因表达与性状的关系-人教版（2019）生物必修2同步练习题(含解析）

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2025人教版生物必修2
第2节　基因表达与性状的关系
A组 必备知识基础练
1.[教材第71页问题探讨]同一株水毛茛,空气中的叶和浸在水中的叶表现出两种不同形态,该现象说明(　　)
A.空气中的叶和水中的叶基因组成不同
B.叶片基因组成相同,性状一定相同
C.叶片形态是基因与环境相互作用的结果
D.叶片的基因和性状是一一对应的关系
2.如图为人体内基因对性状的控制过程,据图分析,下列相关叙述正确的是(　　)
A.基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中
B.图中过程①需要RNA聚合酶的催化,过程②不需要tRNA的协助
C.过程④⑤的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同
D.过程①②③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
3.(2024北京海淀高一期中)基于对基因与生物体性状关系的理解,判断下列表述正确的是(　　)
A.生物体的性状主要是由基因决定的
B.每种性状都是由一个特定的基因决定的
C.基因都是通过控制酶的合成来控制性状的
D.基因的碱基序列相同,该基因决定的性状一定相同
4.[教材第74页图示]黄色小鼠(AA)与黑色小鼠(aa)杂交,产生的F1(Aa)不同个体出现了不同体色。研究表明,不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同,但A基因上二核苷酸(CpG)胞嘧啶有不同程度的甲基化(如图)现象出现,甲基化不影响基因DNA复制。下列有关分析错误的是(　　)
A.F1个体体色的差异与A基因甲基化程度有关
B.甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因的结合
C.碱基甲基化不影响碱基互补配对过程
D.甲基化是引起基因结构改变的常见方式
5.(2024北京东城一模)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。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(　　)
注:McrBC只能切割DNA的甲基化区域,对未甲基化区域不起作用。
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
6.[教材第75页思维训练]正常培养条件下,20 ℃时基因型为AA的藏报春开红花,基因型为aa的藏报春开白花。其他条件不变的情况下,培养温度为30 ℃时,基因型为AA的藏报春开白花,基因型为aa的藏报春也开白花。这个现象说明(　　)
A.基因型是表型的外因
B.表型相同基因型一定相同
C.基因型相同表型一定相同
D.表型是基因与环境相互作用的结果
7.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甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团。敲除DNMT3基因后,取食花粉和花蜜的幼虫将发育成蜂王,这与取食蜂王浆有相同的效果。下列叙述错误的是(　　)
A.蜂群中蜜蜂幼虫是否发育成蜂王可能与体内重要基因甲基化有关
B.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
C.发生甲基化的DNA片段中储存的遗传信息改变,使生物体的性状发生改变
D.如图所示,胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤(G)配对
8.(2024江苏宿迁高一期中)白化病和尿黑酸症都是因为酶缺陷引起的分子遗传病,前者不能由酪氨酸合成黑色素,后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸,排出的尿液中因含有尿黑酸,遇空气后氧化变黑。下图表示人体内与之相关的一系列生化过程,据图分析错误的是(　　)
A.若一个皮肤角质层细胞控制酶B合成的基因异常,不会导致白化病
B.尿黑酸症患者酶D存在缺陷,酶B和酶C正常
C.白化病和尿黑酸症说明基因是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
D.图中代谢过程可说明一个基因可影响多个性状,一个性状也可受多个基因控制
9.柳穿鱼是一种园林花卉,其花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。花呈左右对称的植株(品系M),其Lcyc基因在开花时表达,花呈辐射对称的植株(品系N),其Lcyc基因由于被高度甲基化不表达。品系M与品系N杂交得F1,F1的花与品系M相似,F1自交产生的F2中大部分植株的花与品系M相似,少部分植株的花与品系N相似。下列叙述错误的是(　　)
A.品系M和品系N的基因型不同
B.品系M和品系N的Lcyc基因的碱基序列相同
C.甲基化可能会影响基因的转录和翻译,进而影响生物体的性状
D.根据题意可推测DNA甲基化可遗传给下一代
10.囊性纤维化是北美白种人中常见的一种遗传病,由一对等位基因控制,其致病机理如图所示。请回答下列有关问题。
(1)据图分析,①过程需要　　　　酶参与催化反应,②过程发生的场所在　　　　上。
(2)异常CFTR蛋白在第508位缺失一个氨基酸(苯丙氨酸)的根本原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,缺失氨基酸后,CFTR蛋白的空间结构　　　　(填“改变”或“不变”)。
(3)囊性纤维化的实例表明,基因表达产物与性状的关系是　　　　　　　　　　　。
(4)一对表型正常的夫妇生育了一个患囊性纤维化的女儿,推测CFTR基因位于　　　　　　　　(填“常染色体”或“性染色体”)上。该夫妇第二胎生下一对表型均正常的“龙凤胎”,则这对“龙凤胎”均为携带者的概率为　　　　　　。
B组 能力素养提升练
11.(多选)(2024河北石家庄二模)下列关于基因表达与性状关系的叙述,正确的是(　　)
A.白化病患者由于基因异常而缺少酪氨酸酶,不能合成黑色素
B.Lcyc基因的甲基化可抑制该基因的表达,进而影响柳穿鱼花的形态结构
C.基因与性状并不是简单的一一对应关系,一个性状可以受到多个基因的影响
D.基因与基因、基因与环境间相互作用形成的复杂网络即可调控生物体的性状
12.(多选)基因印记是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象,DNA甲基化是基因印记的重要方式之一,胞嘧啶发生甲基化后转变为5-甲基胞嘧啶印记是在配子发生和个体发育过程中获得的,在下一代配子形成时重建。IGF-2是某小鼠正常发育必需的一种蛋白质,缺乏IGF-2时小鼠表现为个体矮小,位于常染色体上的A基因能编码IGF-2,a基因无此功能。基因的启动子被甲基化时不能表达,如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.基因型相同的小鼠,表型不一定相同
B.图中所示雄鼠表现为个体矮小,雌鼠表现为个体正常
C.基因甲基化未改变碱基对的排列顺序,不可遗传
D.将上图中的雄鼠和雌鼠杂交,F1中正常∶矮小=1∶1
13.(多选)(2024天津河东区二模)两种柳穿鱼植株杂交,F1均开两侧对称花,F1自交产生的F2中有34株开两侧对称花,有5株开辐射对称花。进一步研究发现,两种柳穿鱼植株的Lcyc基因碱基序列相同,只是在开两侧对称花植株中表达,在开辐射对称花植株中不表达,二者Lcyc基因的部分片段甲基化情况如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.控制两侧对称花和辐射对称花的基因互为等位基因
B.Lcyc基因甲基化后,导致其表达的蛋白质结构发生改变
C.图示Lcyc基因的片段可能是启动子所在位置
D.推测甲基化的程度与Lcyc基因的表达程度呈负相关
14.(2024山东枣庄高一期中)基因组印记是指由于亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象,后代某基因是否表达取决于其遗传自哪一个亲本,这样的基因称为印记基因。小鼠常染色体上的等位基因A+、A-的来源及表型如表所示,回答下列问题。
比较项目 小鼠基因来源 小鼠表型
雌性小鼠甲 母源A+ 父源A- 与A+基因纯合子表型相同
雄性小鼠乙 母源A- 父源A+ 与A-基因纯合子表型相同
(1)据表可知,小鼠A+基因的遗传　　　　(填“符合”或“不符合”)基因组印记的特征,判断依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)研究发现,A+基因的表达是由印记控制区碱基序列(ICR)甲基化决定的,ICR甲基化后不能与CTCF蛋白结合。此时,CTCF蛋白便与A+基因的启动子结合,使基因发挥作用。
①印记控制区碱基序列(ICR)甲基化不改变A+基因的碱基序列,但基因表达发生可遗传变化的现象叫作　　　　　　　　　。
②父源A+基因在小鼠子代体内不表达,推测原因是　　　　　　　　　　　　 　。
③假设ICR的甲基化能稳定遗传,且A+基因对A-基因为显性。若让小鼠甲、乙交配得到F1,则F1中表现为显性性状的小鼠占　　　　。
答案：
1.C　解析 基因型相同的空气中的叶和浸在水中的叶表现出两种不同的形态,说明性状是基因和环境条件相互作用的结果,C项符合题意。
2.D　解析 人体细胞由同一个受精卵增殖、分化而来,基因1和基因2可出现在同一个细胞中,A项错误;图中过程①为转录,需要RNA聚合酶的催化,过程②为翻译,需要tRNA的协助,B项错误;过程④⑤的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同,C项错误。
3.A　解析 生物体的性状主要是由基因决定的,另外还受环境因素的影响,A项正确;基因与性状之间不是简单的一一对应的关系,有些性状可能由多对基因控制,有些基因也可能会影响多种性状,B项错误;基因可以通过控制酶的合成来控制生物的代谢过程,进而控制生物体的性状,基因还可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,C项错误;基因的碱基序列相同,该基因决定的性状不一定相同,另外还受环境因素的影响,D项错误。
4.D　解析 根据对题干信息的分析可知,F1个体的基因型都是Aa,A基因的碱基序列相同,但A基因上二核苷酸胞嘧啶有不同程度的甲基化现象,说明F1个体体色差异与A基因甲基化程度有关,A项正确;RNA聚合酶与基因的结合是基因表达的关键环节,而A基因甲基化会影响其表达过程,B项正确;由题意可知,碱基甲基化不影响DNA复制,DNA复制过程中有碱基互补配对现象,C项正确;基因中碱基甲基化后碱基序列没有改变,D项错误。
5.B　解析 花瓣紫色部位和白色部位PrF3H基因的碱基序列相同,只是甲基化程度不同;根据电泳结果,白色部位加入McrBC后没有出现电泳条带,而McrBC只能切割DNA的甲基化区域,说明白色部位PrF3H基因的启动子甲基化程度高于紫色部位;白色部位PrF3H基因启动子甲基化程度高于紫色部位,但其色素表达少,因此可以推测PrF3H基因启动子甲基化程度高不利于花色素苷合成;启动子甲基化属于表观遗传,说明生物性状是由基因决定的。
6.D　解析 生物体的性状表现受基因的控制,基因型是决定生物体性状的内因,A项不符合题意;表型相同基因型不一定相同,如培养温度为30 ℃时,基因型为AA的藏报春开白花,基因型为aa的藏报春也开白花,B项不符合题意;由于生物的表型还会受环境的影响,故基因型相同表型不一定相同,C项不符合题意;在20 ℃的条件下正常培养,基因型为AA的藏报春开红花,若把开红花的藏报春移到30 ℃条件下培养,则基因型为AA的藏报春开白花,说明表型是基因与环境相互作用的结果,D项符合题意。
7.C　解析 由题干信息可推知,敲除DNMT3基因后,蜜蜂幼虫体内不能翻译出DNMT3蛋白,DNA某些区域没有被甲基化,蜜蜂幼虫没有发育成工蜂(将发育成蜂王),因此蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内重要基因甲基化有关,A项正确;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,导致转录和翻译过程变化,使生物表现出不同的性状,B项正确;DNA的甲基化不改变DNA序列,不改变其中储存的遗传信息,但是会导致相关基因转录沉默,使生物体性状发生改变,C项错误;胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶结构相似,在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对,D项正确。
8.C　解析 一个皮肤角质层细胞(已经高度分化的细胞)控制酶B合成的基因发生突变,表现突变的范围较小,不会导致白化病,A项正确;尿黑酸症患者酶D存在缺陷,导致尿黑酸不能转化为乙酰乙酸,酶B和酶C正常,B项正确;白化病和尿黑酸症都是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,而非直接控制,C项错误;由图中代谢过程可知酶A缺乏可影响多个性状,即一个基因可影响多个性状,同时尿黑酸的合成受多个基因控制,即一个性状也可受多个基因控制,D项正确。
9.A　解析 由题干分析可知,品系M和品系N的表型不同与它们的Lcyc基因是否高度甲基化有关,故品系M和品系N的基因型相同,A项错误;品系M和品系N的Lcyc基因的碱基序列相同,B项正确;由题干分析可知,甲基化可能会影响基因的转录和翻译,进而影响生物体的性状,C项正确;由F1的花与品系M相似,F1自交产生的F2中大部分植株的花与品系M相似,少部分植株的花与品系N相似,可推测DNA甲基化可遗传给下一代,D项正确。
10.答案 (1)RNA聚合　核糖体
(2)正常CFTR基因缺失了3个碱基对,成为异常CFTR基因　改变
(3)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
(4)常染色体　4/9
解析 (1)图示①过程表示转录,需要RNA聚合酶参与催化反应,②过程表示翻译,发生的场所在核糖体上。(2)据图分析,异常CFTR蛋白在第508位缺失一个氨基酸,推测异常CFTR基因比正常CFTR基因缺少3个碱基对,异常CFTR蛋白的氨基酸数目减少,其空间结构和功能发生改变。(3)囊性纤维化实例说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(4)由一对表型正常的夫妇生育了一个患囊性纤维化的女儿,可推测CFTR基因位于常染色体上。“龙凤胎”是异卵双胞胎,二者均是携带者的概率为2/3×2/3=4/9。
11.ABC　解析 白化病患者由于酪氨酸酶基因异常而缺少酪氨酸酶,不能合成黑色素,A项正确;Lcyc基因的甲基化可抑制该基因的表达,进而影响柳穿鱼花的形态结构,B项正确;基因与性状并不是简单的一一对应关系,一个性状可以受到多个基因的影响,C项正确;基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境间相互作用形成的复杂网络精细地调控生物体的性状,D项错误。
12.ABD　基因型相同的小鼠,表型不一定相同,如亲代雌、雄鼠的基因型均为Aa,但表型不同,原因是体细胞内发生甲基化的等位基因不同,且甲基化的基因不能表达,A项正确;图示雄鼠表现为个体矮小,因为其A基因被甲基化,而a基因又无法正常编码IGF-2,雌鼠则表现为个体正常,B项正确;基因甲基化虽未改变碱基对的排列顺序,但是可遗传给后代,C项错误;亲代雌鼠基因型为Aa,产生的配子及比例为甲基化A'∶甲基化a'=1∶1,雄鼠基因型为Aa,产生的配子及比例为未甲基化A∶未甲基化a=1∶1,由于被甲基化的基因不能表达,所以子代小鼠基因型及比例为AA'(生长正常鼠)∶Aa'(生长正常鼠)∶A'a(生长矮小鼠)∶aa'(生长矮小鼠)=1∶1∶1∶1,即子代小鼠的表型及比例为生长正常鼠∶生长矮小鼠=1∶1,D项正确。
13.CD　两种柳穿鱼的Lcyc基因序列相同,但表达情况不同,控制两侧对称花与辐射对称花的基因所含遗传信息相同,因此不是等位基因,A项错误;Lcyc基因甲基化后,其基因不会表达出蛋白质,B项错误;Lcyc基因甲基化影响了基因的表达,因此图示Lcyc基因的片段可能是启动子所在位置,C项正确;控制辐射对称花的Lcyc基因的甲基化程度相对较高,两侧对称花植株的Lcyc基因表达而辐射对称花植株不表达,推测甲基化程度与Lcyc基因的表达程度呈负相关,D项正确。
14.答案 (1)符合　母源A+基因能表达,父源A+基因不能表达
(2)表观遗传　父源A+基因的ICR未甲基化,与CTCF蛋白结合后导致CTCF蛋白不能与A+基因的启动子结合,使该基因不能发挥作用　1/2
解析 (1)若一对等位基因中的一个基因表达而另一个基因不表达,则相关的基因称为印记基因,题表中母源A+基因能表达,父源A+基因不能表达,可见小鼠A+基因的遗传符合基因组印记的特征。(2)①印记控制区碱基序列(ICR)甲基化不改变A+基因的碱基序列,但基因表达发生可遗传变化的现象叫作表观遗传。②根据题意可推测,父源A+基因在小鼠子代体内不表达,说明父源A+基因的ICR未甲基化,因而能与CTCF蛋白结合,结合后会抑制A+基因表达。③ICR的甲基化能稳定遗传,且A+基因对A-基因为显性。若让小鼠甲、乙(均为A+A-)交配得到F1,其中A+基因来自卵细胞受精产生的小鼠表现为显性性状,其余为隐性性状,故表现为显性性状的小鼠占1/2。
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