3.5 生物体存在表观遗传现象--章节练 高中生物学浙科版（2019）必修2 (含解析）

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2026浙科版高中生物学必修2
第五节　生物体存在表观遗传现象
基础过关练
题组一　基因序列不变,表型可能改变
1.下列现象最可能与表观遗传相关的是(　　)
A.一株水毛茛水下的叶形和水上的不同
B.烟草烟雾使精子甲基化水平升高,使其活性下降
C.相同基因型的植物在营养液里长势比在清水里好
D.两只红眼的雌雄果蝇杂交后代出现白眼雄果蝇
2.(2025浙江精诚联盟月考)下列有关表观遗传叙述错误的是(　　)
A.环境因素引起的性状改变不一定是表观遗传现象
B.表观遗传学是指基于基因序列改变的基因表达水平的变化
C.通过表观遗传传递下去的性状不总是有利的
D.表观遗传修饰可以在转录水平调控基因表达情况
3.表观遗传是指生物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,对此现象的理解错误的是(　　)
A.基因的启动部位被甲基化修饰属于表观遗传
B.同卵双胞胎之间的微小差异与表观遗传无关
C.表观遗传可解释为基因在转录和翻译过程中发生了一些稳定性的改变
D.正常细胞的分化可体现出细胞层次上的表观遗传
题组二　改变了的表型有些可以遗传
4.(2025浙江诸暨模拟)组蛋白是染色体的基本结构蛋白,组蛋白发生乙酰化修饰会削弱组蛋白与DNA的结合,影响基因表达。研究发现,多种癌细胞内组蛋白去乙酰化酶表达水平过高,阻止了控制细胞正常活性的基因表达。下列叙述正确的是(　　)
A.组蛋白乙酰化修饰发生在核糖体中
B.组蛋白乙酰化程度与基因的转录活性呈负相关
C.组蛋白乙酰化引起染色质结构松散,不利于生物的生存
D.组蛋白乙酰化不足可能使抑癌基因的表达受阻
5.蜂王和工蜂都由受精卵发育而来,以蜂王浆为食的幼虫将发育成蜂王,而以花粉、花蜜为食的幼虫则发育成工蜂,幼虫发育成蜂王的机理如图所示,下列叙述不正确的是(　　)
A.蜂王和工蜂的分化发育是一种表观遗传现象
B.DNA甲基化水平是幼虫发育成蜂王的关键要素
C.推测花粉、花蜜中的物质会抑制Dnmt3的活性
D.食物可通过影响基因的表达而引起表型的改变
6.(2024浙江丽水五校发展共同体期中)某种实验小鼠的毛色受一对等位基因A和a的控制,A为显性基因,表现为黄色体毛,a为隐性基因,表现为黑色体毛。在A基因的启动子区域具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点,使小鼠毛色发生改变。有关叙述正确的是(　　)
A.甲基化不会改变基因的碱基序列
B.甲基化促进了A基因的表达
C.甲基化导致A基因编码的蛋白质结构改变
D.甲基化引起性状的改变不可遗传
7.(2025浙江名校协作体开学考)研究发现细胞癌变过程中存在大量表观遗传修饰,途径之一是在DNA甲基转移酶的作用下,基因启动子发生异常甲基化。下列叙述正确的是(　　)
A.DNA甲基转移酶可改变基因启动子碱基序列
B.DNA转录时需要RNA聚合酶识别起始密码子
C.DNA甲基化会直接影响翻译过程
D.癌细胞中的抑癌基因可能表现为高度甲基化
能力提升练
题组　表观遗传
1.表观遗传是指生物体基因的碱基序列不变,而基因表达与表型发生可遗传变化的现象。其形成途径之一是分子内部分碱基甲基化,从而影响基因的表达。下列叙述正确的是(　　)
A.若DNA分子中C甲基化,占DNA双链碱基的30%,则一条链中A的最大比例为20%
B.遗传信息完全一样的两个个体表现出的性状完全相同,不受表观遗传的影响
C.基因表达时,需要RNA聚合酶识别并启动转录
D.DNA分子甲基化改变了基因储存的遗传信息
2.(2024浙江杭州学军中学段考)染色质中的组蛋白尾部带正电荷,而DNA带负电荷,两者会紧密结合在一起,影响转录的进行。干扰素是在对抗病毒感染中发挥重要作用的蛋白质,在T细胞中,线粒体代谢形成的乙酰辅酶A能进入细胞核,使与干扰素基因结合的组蛋白被乙酰化,从而促进干扰素基因的转录。下列相关叙述错误的是(　　)
A.乙酰化的组蛋白与DNA结合能力下降而促进转录
B.组蛋白乙酰化会使干扰素基因的碱基序列发生改变
C.干扰素基因转录时,由RNA聚合酶对基因片段进行解旋
D.与干扰素基因结合的组蛋白乙酰化有利于提高机体免疫力
3.(2025浙江强基联盟联考)小鼠缺乏IGF-2时体型瘦小。IGF-2由小鼠常染色体上的Igf-2基因编码,它的等位基因Igf-2'无此功能。小鼠胚胎发育中,来自卵细胞的Igf-2、Igf-2'基因的启动子均会被甲基化,而来自精子的这对基因的启动子不会被甲基化。下列叙述错误的是(　　)
A.某些基因型相同的个体,在相同环境下表型可能不同
B.杂合子小鼠相互交配,F1小鼠表型比为体型正常∶体型矮小=1∶1
C.体型正常的雌雄小鼠随机交配,若F1体型正常的小鼠占3/5,则亲代雄鼠中杂合子占1/5
D.Igf-2、Igf-2'基因的启动子在随配子传递过程中可以甲基化,也可以去甲基化
4.组蛋白是染色体的重要组成部分,是与核DNA紧密结合的蛋白质。在染色质中,DNA高度压缩缠绕在组蛋白上,这一密致结构的基本单元称作核小体。核小体是含有八个组蛋白的聚合体,其上缠着略不足两圈的DNA分子。染色体DNA上基因A和基因B是两个相邻的基因。根据所学知识回答下列问题:
(1)细胞分化受阻可能是由于组蛋白发生了　　　　化。请根据表观遗传的概念来解释“组蛋白修饰是表观遗传的重要机制”这一结论:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)过程c中RNA聚合酶的作用是　　　　　　　　　　　　　　。
(3)染色体DNA上基因A和基因B　　　　(填“能”或“不能”)同时进行复制,基因B　　　　(填“能”或“不能”)同时进行转录和翻译。基因A的启动子发生甲基化对该基因的表达和DNA复制的影响分别是　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)染色质螺旋化为染色体时,核小体之间会进一步压缩,核小体排列紧密有利于维持　　　　　　　　　　。脱氧核糖核酸酶Ⅰ只能作用于核小体之间的DNA片段,结合题干信息,推测组蛋白的作用可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案与分层梯度式解析
第五节　生物体存在表观遗传现象
基础过关练
1.B　一株水毛茛水下的叶形和水上的不同是基因与环境共同作用的结果,A错误;烟草烟雾使精子甲基化水平升高,使其活性下降,属于DNA甲基化,与表观遗传有关,B正确;相同基因型的植物在营养液里长势比在清水里好,是环境因素导致的,与表观遗传无关,C错误;两只红眼的雌雄果蝇杂交后代出现白眼雄果蝇,可能的原因是亲本红眼雌果蝇为杂合子,D错误。
2.B　表观遗传现象与环境因素有关,但环境因素引起的性状改变不一定是表观遗传现象,A正确;表观遗传学是指基于非基因序列改变的基因表达水平的变化,B错误;通过表观遗传传递下去的性状不总是有利的,如亲代经历的不良环境和生活习惯对后代的健康会产生不利的影响,C正确;表观遗传修饰可以在转录水平调控基因表达情况,如DNA甲基化可能会影响转录的发生,D正确。
易错分析　　表观遗传未改变基因序列,而是通过影响细胞中基因的表达水平,改变生物的性状。
3.B　同卵双胞胎的DNA序列相同,他们之间的微小差异与表观遗传有关,B错误;表观遗传是基因表达发生可遗传变化的现象,而基因表达包括转录和翻译两个过程,因此表观遗传可解释为基因在转录和翻译过程中发生了一些稳定性的改变,C正确。
4.D　组蛋白乙酰化修饰是一种翻译后修饰,不发生在核糖体中,A错误。组蛋白质乙酰化会促进基因的转录,组蛋白乙酰化程度与基因的转录活性通常呈正相关,B错误。组蛋白乙酰化引起染色质结构松散,有利于基因的转录,有利于生物的生存,C错误。抑癌基因的表达产物能抑制细胞增殖、抑制细胞迁移等,由题可知,多种癌细胞内组蛋白去乙酰化酶表达水平过高,导致组蛋白乙酰化水平下降,进而阻止了控制细胞正常活性的基因的表达,据此可推测,组蛋白乙酰化不足可能使抑癌基因的表达受阻,进而可能诱发癌变,D正确。
5.C　由图可知,蜂王浆促进幼虫发育成蜂王的机理是抑制Dnmt3(酶)基因表达,使DNA甲基化减少,所以DNA甲基化水平是幼虫发育成蜂王的关键要素,B正确;由题意可知,以蜂王浆为食的幼虫将发育成蜂王,而以花粉、花蜜为食的幼虫则发育成工蜂,据图可知蜂王浆中的物质会抑制Dnmt3(酶)基因的表达,使幼虫发育成蜂王,而以花粉、花蜜为食的幼虫会发育成工蜂,即花粉、花蜜中的物质不会抑制Dnmt3的活性,C错误;蜂王浆是食物,其可通过抑制Dnmt3(酶)基因表达,使幼虫发育成蜂王,说明食物可通过影响基因的表达而引起表型的改变,D正确。
6.A　甲基化不会改变基因的碱基序列,但可以导致生物性状的改变,A正确;结合题意可知,A基因启动子区域甲基化使其无法被识别,因而不能完成转录,即甲基化抑制了A基因的表达,B错误;甲基化导致A基因不能完成转录,进而不能合成相应蛋白质,C错误;甲基化引起的性状的改变可遗传,D错误。
7.D　在DNA甲基转移酶的作用下,基因启动子发生异常甲基化,直接影响转录过程,进而影响翻译过程,该过程属于表观遗传,不会改变基因启动子的碱基序列,A、C错误;DNA转录时需要RNA聚合酶识别启动子,而起始密码子位于mRNA上,在翻译过程中起作用,B错误;抑癌基因的作用是阻止细胞不正常的增殖,据此推测抑癌基因在癌细胞中的表达水平较低,故癌细胞中的抑癌基因可能表现为高度甲基化,D正确。
能力提升练
1.C　若DNA分子中C甲基化,占DNA双链碱基的30%,且双链DNA中A=T,C=G,则A和T各占DNA双链碱基的20%,当所有的A在一条DNA链上,所有的T在另一条DNA链上时,A占该条DNA链的比例最大,为40%,A错误;遗传信息完全一样的两个个体,由于表达修饰上的差异,会表现出不同的性状,受表观遗传的影响,B错误;基因表达时,需要RNA聚合酶识别DNA序列并启动转录,C正确;遗传信息储存在基因的碱基序列中,甲基化没有改变碱基序列,D错误。
2.B　转录时,DNA解旋提供转录的模板,在T细胞中,线粒体代谢形成的乙酰辅酶A能进入细胞核,使与干扰素基因结合的组蛋白被乙酰化,从而促进干扰素基因的转录,即乙酰化的组蛋白与DNA结合能力下降(DNA容易解旋)而促进转录,A正确;组蛋白乙酰化不会使干扰素基因的碱基序列发生改变,B错误;干扰素基因转录时,由RNA聚合酶对基因片段进行解旋,解旋后以其中的一条链为模板进行转录,C正确;干扰素可以对抗病毒,与干扰素基因结合的组蛋白乙酰化能促进干扰素基因的转录,从而有利于提高机体免疫力,D正确。
3.C　题干解读
小鼠胚胎发育中,来自卵细胞的Igf-2、Igf-2'基因的启动子均会被甲基化,而来自精子的这对基因的启动子不会被甲基化,即来自亲本雌配子的Igf-2、Igf-2'基因不会表达,而来自亲本雄配子的Igf-2、Igf-2'基因会表达,则子代的性状由雄配子决定。
小鼠缺乏IGF-2时体型瘦小,IGF-2由Igf-2基因编码,即Igf-2基因表达时小鼠体型正常,Igf-2'基因表达时小鼠体型瘦小。
结合“题干解读”可知,Igf-2、Igf-2'基因在随雌配子传递过程中,启动子甲基化;Igf-2、Igf-2'基因在随雄配子传递过程中,未发生甲基化的启动子不发生甲基化,已发生甲基化的启动子去甲基化,则基因型相同的个体在相同环境下表型可能不同,A、D正确。杂合子小鼠相互交配,产生的雌雄配子均为Igf-2∶Igf-2'=1∶1,F1中,来自雌配子的Igf-2、Igf-2'基因均不表达,故F1小鼠表型比为体型正常∶体型矮小=1∶1,B正确。体型正常的小鼠的基因型可能为Igf-2Igf-2、Igf-2Igf-2',体型正常的雌雄小鼠随机交配,设亲代雄鼠中杂合子占x,则亲代雄鼠的基因型及比例为Igf-2Igf-2∶Igf-2Igf-2'=(1-x)∶x,若F1体型正常的小鼠占3/5,说明含Igf-2基因的雄配子占3/5,含Igf-2'基因的雄配子占2/5,即x/2=2/5,解得x=4/5,C错误。
4.答案　(1)去乙酰　组蛋白修饰后,基因的碱基序列未发生改变,但影响特定基因的表达,进而导致性状的改变,即组蛋白修饰后,基因表达和表型都发生了可遗传变化　(2)催化DNA双链解旋,催化游离的核糖核苷酸连接到RNA链上　(3)能　不能　会影响基因A的表达,但不影响基因A的复制　(4)染色体结构的相对稳定　防止DNA被脱氧核糖核酸酶Ⅰ水解
解析　(1)细胞分化是基因选择性表达的结果,组蛋白乙酰化使染色质结构松散,有利于基因的表达,若细胞分化受阻,则可能是组蛋白发生了去乙酰化。(3)基因A和基因B是染色体DNA上的两个相邻的基因,二者可以同时进行复制,但核基因不能同时进行转录和翻译。启动子位于基因的上游,是与RNA聚合酶结合的区域,基因的启动子发生甲基化会影响基因的转录,进而影响翻译,但不影响基因的复制。
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