資源簡介

人教生物(2019版)必修2教學案
4-2 基因表達與性狀的關系
學有目標——課標要求必明 記在平時——核心語句必背
1.舉例說明基因通過控制酶的合成和蛋白質的結構控制生物體的性狀。 2.說明細胞分化是基因選擇性表達的結果。 3.概述生物體的表觀遺傳現象。 1.基因控制生物體性狀的途徑：①基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀；②基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。 2.細胞分化的本質是基因的選擇性表達。 3.生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發生可遺傳變化的現象，叫作表觀遺傳。 4.基因與性狀的關系并不是簡單的一一對應的關系，一個性狀可以受多個基因的影響，一個基因也可以影響多個性狀。
【主干知識梳理】
一、基因表達產物與性狀的關系
1．基因對生物性狀的間接控制
(1)實質：基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。
(2)舉例：
皺粒豌豆的形成 人的白化病的形成
↓ ↓ 淀粉合成受阻，含量降低 ↓ ↓ 不能合成酪氨酸酶 ↓ 酪氨酸不能轉變為黑色素 ↓ 表現出白化癥狀
2．基因對生物性狀的直接控制
(1)實質：基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。
(2)實例：囊性纖維化的形成
↓　　　　
↓　　　　
↓　　　　
導致患者支氣管中黏液增多，管腔受阻，細菌在肺部
大量生長繁殖，最終使肺功能嚴重受損
二、基因的選擇性表達與細胞分化
1．生物體多種性狀的形成，都是以細胞分化為基礎的。
2．細胞分化的本質：基因的選擇性表達。
3．表達的基因的類型
(1)在所有細胞中都能表達的基因，指導合成的蛋白質是維持細胞基本生命活動所必需的，如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因。
(2)只在某類細胞中特異性表達的基因，如卵清蛋白基因、胰島素基因。
4．基因選擇性表達的原因：與基因表達的調控有關。
三、表觀遺傳
1．概念：生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發生可遺傳變化的現象。
2．實例：柳穿魚Lcyc基因和小鼠Avy基因的堿基序列沒有變化，但部分堿基發生了甲基化修飾，抑制了基因的表達，進而對表型產生影響。這種DNA甲基化修飾可以遺傳給后代，使后代出現同樣的表型。
3．基因與性狀的關系
在大多數情況下，基因與性狀的關系并不是簡單的一一對應的關系。
(1)一個性狀可以受到多個基因的影響。
(2)一個基因也可以影響多個性狀。
(3)生物體的性狀也不完全是由基因決定的，環境對性狀也有著重要影響。
【教材微點發掘】
1．結合教材第71頁圖49分析：豌豆表現為皺粒的直接原因是淀粉合成受阻，含量降低，根本原因是編碼淀粉分支酶的基因結構改變，控制淀粉合成的淀粉分支酶異常。
2．科學家提取了雞的輸卵管細胞、紅細胞(有細胞核)和胰島細胞，對這3種細胞中的DNA和mRNA進行了檢測，結果如下表所示(教材第72頁“思考·討論”)。回答有關問題：
檢測的3種細胞 卵清蛋白 基因、珠蛋 白基因、胰 島素基因 卵清蛋白 mRNA 珠蛋白 mRNA 胰島素mRNA
輸卵管 細胞 ＋＋＋ ＋ － －
紅細胞 ＋＋＋ － ＋ －
胰島細胞 ＋＋＋ － － ＋
注：“＋”表示檢測發現相應的分子，“－”表示檢測未發現相應的分子。
(1)雞的輸卵管細胞、紅細胞和胰島細胞都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因的原因是三種細胞都是由受精卵經有絲分裂和細胞分化形成的。
(2)雞的輸卵管細胞、紅細胞和胰島細胞中都只檢測到一種mRNA的原因是基因的選擇性表達。
(3)雞的輸卵管細胞、紅細胞和胰島細胞中含有的mRNA和蛋白質不完全相同(填“相同”“不同”或“不完全相同”)。
3．男性吸煙會把某些不良性狀遺傳給后代的原因是吸煙會使精子中DNA的甲基化水平明顯升高，精子活力下降。
教材問題提示
(一)思考·討論1(教材第72頁)
1．3種基因轉錄的mRNA分別出現在3種細胞中，表明每種細胞只合成3種蛋白質中的一種。因此，這3種細胞中合成的蛋白質種類不完全相同，雖然有些蛋白質在所有的細胞中都合成，但也有一些特定功能的蛋白質只在特定的細胞中合成。
2．這一事實說明，細胞中并不是所有的基因都表達，基因的表達存在選擇性。
(二)思考·討論2(教材第73頁)
1．略。
2．F1植株同時含有來自植株A和植株B的Lcyc基因。植株A的Lcyc基因能夠表達，表現為顯性；植株B的Lcyc基因由于部分堿基被甲基化，基因表達受到抑制，表現為隱性。因此，同時含有這兩個基因的F1中，F1的花與植株A的相似。F1自交后，F2中有少部分植株含有兩個來自植株B的Lcyc基因，由于該基因的部分堿基被甲基化，基因表達受到抑制，因此，這部分植株的花與植株B的相似。
3．略。
(三)批判性思維(教材第74頁)
此問題旨在引導學生客觀全面地評價基因決定生物體的性狀的觀點，性狀的形成往往是內因(基因)與外因(環境)相互作用的結果，并且環境能夠通過對基因或染色體上其他成分的修飾，調控基因的表達，進而影響性狀。
(四)思維訓練(教材第75頁)
果蠅翅的發育需要經過酶催化的反應，而酶是在基因控制下合成的，酶的活性受溫度、pH等條件的影響。有些同學可能會在表觀遺傳方面思考，教師應提醒學生表觀遺傳是能夠遺傳的，而此段文字中表述的現象并未發生遺傳。
新知探究(一)　基因表達產物與性狀的關系
【探究·深化】
[問題驅動]　
牽牛花的顏色主要是由花青素決定的。如圖為花青素的合成與顏色變化途徑示意圖：
(1)圖中反映了基因控制生物體性狀的哪種途徑？另一條途徑是什么？
提示：圖中反映了基因對性狀的間接控制，即基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。另一條途徑是直接控制，即基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。
(2)牽牛花的顏色只受一對基因控制嗎？
提示：不是。牽牛花的顏色主要由花青素決定，而花青素的合成是由多對基因共同控制的。
(3)牽牛花的顏色還與細胞中的pH有關，這說明了什么？
提示：說明環境因素也會影響生物體的性狀。
(4)牽牛花的葉肉細胞是否也含有基因①②③？也能全部表達嗎？
提示：牽牛花的葉肉細胞也含有基因①②③，但不能全部表達。
[重難點撥]　
一、基因對性狀控制的兩種途徑
二、基因與性狀的關系
1．基因與性狀的關系
2．基因控制性狀還受到環境的影響，生物性狀是基因和環境共同作用的結果。
3．基因與基因、基因與基因表達產物、基因與環境之間存在著復雜的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復雜的網絡，精細地調控著生物體的性狀。
【典題·例析】
[典例1]　下圖為人體內基因對性狀的控制過程，分析可知(　　)
A．基因1和基因2一般不會出現在人體內的同一個細胞中
B．圖中①過程需要RNA聚合酶的催化，②過程不需要tRNA的協助
C．④⑤過程的結果存在差異的根本原因是血紅蛋白結構的不同
D．過程①②③表明基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀
[解析]　人體細胞由同一個受精卵增殖、分化而來，基因1和基因2可出現在同一細胞中，A錯誤；圖中①過程為轉錄，需要RNA聚合酶的催化，②過程為翻譯，需要tRNA的協助，B錯誤；④⑤過程的結果存在差異的根本原因是基因結構的不同，C錯誤。故選D。
[答案]　D
[典例2]　下面為脈孢霉體內精氨酸的合成途徑示意圖，從圖中可得出(　　)
A．一種物質的合成只受一個基因的控制
B．基因可通過控制酶的合成來控制代謝
C．若基因②不表達，則基因③和④也不表達
D．若基因③不存在，則瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸
[解析]　由示意圖可知，精氨酸的合成需要酶①②③④的參與，而它們分別受基因①②③④的控制；基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物體的性狀；基因具有一定的獨立性，基因②不表達時， 基因③④仍可表達，只是無法合成精氨酸；若基因③不存在，酶③不能合成，則瓜氨酸→精氨酸琥珀酸的途徑不能進行。故選B。
[答案]　B
方法規律—————————————————————————————————
基因控制生物性狀的途徑的判斷
(1)若生物性狀直接由蛋白質體現，則應為基因控制蛋白質的結構直接控制生物性狀。
(2)若體現生物性狀所涉及的物質并非蛋白質(如植物激素)，則基因對其的控制往往是通過“控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀”這一間接途徑實現的。
—————————————————————————————————————
【應用·體驗】
1．研究表明，遺傳引起近視的因素占40%，不良用眼習慣因素占60%。遺傳性高度近視受染色體上一對基因(A、a)控制，如果父母都是遺傳性高度近視，子代100%高度近視；如果父母視力正常但都攜帶高度近視的基因，子代患高度近視的概率約為1/4，且男女患病概率相同。下列分析不合理的是(　　)
A．遺傳性高度近視的兩人的基因型不一定相同
B．遺傳性高度近視受常染色體上隱性基因控制
C．高度近視的表現是基因和環境共同作用的結果
D．高度近視基因控制近視是通過控制蛋白質合成實現的
解析：答案：A　如果父母視力正常但都攜帶高度近視的基因，子代患高度近視的概率約為1/4。說明視力正常對遺傳性高度近視為顯性，男女患病概率相同，故遺傳性高度近視基因位于常染色體上，遺傳性高度近視人的基因型一定是aa，A不合理，B合理；遺傳引起近視的因素占40%，不良用眼習慣因素占60%，說明高度近視的表現是基因和環境共同作用的結果，C合理；基因通過控制蛋白質合成控制生物性狀，所以高度近視基因控制近視是通過控制蛋白質合成實現的，D合理。
2．如圖表示基因的作用與性狀的表現之間的關系，下列相關敘述正確的是(　　)
A．①過程與DNA復制的共同點是都以DNA的一條鏈為模板，在DNA聚合酶的作用下進行
B．③過程直接需要的物質或結構有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖體、酶、ATP
C．人的囊性纖維化癥和苯丙酮尿癥都是基因通過控制蛋白質結構直接影響表現性狀的
D．HIV、大腸桿菌及T2噬菌體都可以在人體細胞內進行①③這兩個基本過程
解析：答案：B　①過程是轉錄，是以DNA的一條鏈為模板，在RNA聚合酶的作用下進行的；DNA復制以DNA雙鏈為模板，需要DNA聚合酶和解旋酶的參與，A錯誤。苯丙酮尿癥是患者體內某種酶的合成受阻導致的，是基因通過控制酶的合成來控制代謝過程進而控制生物體的性狀的，C錯誤。T2噬菌體的宿主細胞是大腸桿菌細胞，不能侵染人體細胞，D錯誤。
新知探究(二)　基因的選擇性表達與細胞分化
【探究·深化】
[問題驅動]　
(1)如圖表示同一個體的5種細胞中5種基因的表達情況，根據細胞的結構和功能可以判斷，5種細胞中除RNA聚合酶基因均需表達外，還可能有哪些基因均需要表達？
提示：ATP合成酶基因、呼吸酶基因、解旋酶基因和核糖體蛋白基因等。
(2)同一個體不同的體細胞由于分化形成了不同的形態、結構，不同細胞形態、結構不同的根本原因和直接原因分別是什么？
提示：不同細胞形態、結構不同的根本原因是基因的選擇性表達，直接原因是合成了特定的蛋白質。
(3)細胞中的基因能否表達，受到精確的調控。基因表達的調控，可能發生在基因表達的哪些環節？
提示：轉錄和翻譯。
[重難點撥]　
(一)細胞分化
1．細胞分化的標志
①分子水平：基因選擇性表達，合成了某種細胞特有的蛋白質，如卵清蛋白、胰島素。
②細胞水平：形成不同種類的細胞。
(2)分化細胞表達的基因：所有管家基因和部分奢侈基因。
(3)細胞分化的“變”與“不變”
①不變：DNA、tRNA、rRNA、細胞的數目。
②改變：mRNA、蛋白質的種類，細胞的形態、結構和功能。
(二)表觀遺傳
(1)表觀遺傳的原因：DNA甲基化，構成染色體的組蛋白發生甲基化、乙酰化等修飾。
(2)表觀遺傳的特點
①可遺傳：基因表達和表型可以遺傳給后代。
②不變性：基因的堿基序列保持不變。
③可逆性：DNA的甲基化修飾可以發生可逆性變化，即被修飾的DNA可以發生去甲基化。
(3)理解表觀遺傳注意三個問題
①表觀遺傳不遵循孟德爾遺傳規律。
②表觀遺傳可以通過有絲分裂和減數分裂傳遞被修飾的基因。
③表觀遺傳一般是影響到基因的轉錄過程，進而影響蛋白質的合成。
【典題·例析】
[典例1]　分別用β 珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶(與細胞呼吸相關的酶)基因的片段為探針，與雞的紅細胞、輸卵管細胞和胰島細胞中提取的總RNA進行分子雜交，結果見表。下列敘述錯誤的是(　　)
探針 β珠蛋白基因 卵清蛋白基因 丙酮酸 激酶基因
紅細胞 ＋ － ＋
輸卵管細胞 － ＋ ＋
胰島細胞 － － ＋
　注：“＋”表示陽性，“－”表示陰性。
A．在紅細胞中，β珠蛋白基因處于活動狀態，卵清蛋白基因處于關閉狀態
B．輸卵管細胞的基因組DNA中存在卵清蛋白基因，缺少β珠蛋白基因
C．丙酮酸激酶基因的表達產物對維持雞細胞的基本生命活動很重要
D．上述不同類型細胞的生理功能差異與基因的選擇性表達有關
[解析]　根據題意和表中內容分析可知，β珠蛋白基因在紅細胞中表達，卵清蛋白基因在輸卵管細胞中表達，丙酮酸激酶基因在三種細胞中都能表達，說明在紅細胞中β珠蛋白基因處于活動狀態，卵清蛋白基因處于關閉狀態，A正確。由于雞的體細胞是由一個受精卵分裂、分化而來的，體細胞中的遺傳物質相同，因此，輸卵管細胞的基因組DNA中既有卵清蛋白基因，又有β珠蛋白基因，但β珠蛋白基因在輸卵管細胞中因關閉而無法表達，B錯誤。由于丙酮酸激酶基因控制丙酮酸激酶的合成，與細胞呼吸有關，所以該基因的表達產物能夠保障雞的正常細胞呼吸，對維持雞的基本生命活動中能量的供應起重要作用，C正確。同一生物體不同的體細胞中基因組成相同，功能不同是細胞中基因選擇性表達的結果，D正確。
[答案]　B
[典例2]　研究證實，被良好照顧的大鼠幼崽通過下列途徑，使腦內激素皮質醇的受體表達量升高。據下圖分析，下列說法錯誤的是(　　)
A．大鼠的情緒受多個基因的共同調控
B．皮質醇受體的高表達與表觀遺傳有關
C．據圖可知DNA乙酰化與甲基化呈正相關
D．HAT能夠與皮質醇受體基因結合并不改變其堿基序列
[解析]　由題意可知，大鼠的情緒受多個基因的共同調控，如神經遞質血清素基因、皮質醇受體基因等，A正確；皮質醇受體的高表達與DNA甲基化被移除有關，與表觀遺傳有關，B正確；由題圖可知，DNA乙酰化導致DNA甲基化被移除，故二者不是呈正相關，C錯誤；HAT能夠與皮質醇受體基因結合會影響該基因的表觀修飾但并不改變其堿基序列，D正確。
[答案]　C
易錯提醒—————————————————————————————————
表觀遺傳與表型模擬辨析
(1)相同點：表觀遺傳與表型模擬都是由環境改變引起的性狀改變，遺傳物質都沒有改變。
(2)不同點：表觀遺傳是可以遺傳的，表型模擬引起的性狀改變是不可以遺傳的。
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【應用·體驗】
1．下列屬于表觀遺傳現象的是(　　)
A．基因突變使小麥獲得抗病能力
B．染色體片段位置顛倒使果蠅形成卷翅
C．堿基對替換導致人患鐮狀細胞貧血癥
D．柳穿魚Lcyc基因高度甲基化影響其表達
解析：答案：D　生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發生可遺傳變化的現象，叫作表觀遺傳。A、B、C項的堿基序列發生了變化，不屬于表觀遺傳；柳穿魚Lcyc基因高度甲基化影響其表達，堿基序列沒有變化，基因表達發生變化，屬于表觀遺傳，D正確。
2．研究表明，吸煙會使人的體細胞內DNA的甲基化水平升高，對染色體上的組蛋白也會產生影響。男性吸煙者的精子活力下降，精子中的DNA甲基化水平明顯升高。下列敘述錯誤的是(　　)
A．吸煙男性細胞內的基因序列即使保持不變，但基因表達也會受到抑制，影響性狀
B．吸煙者后代也可以出現上述變化，該現象屬于表觀遺傳
C．吸煙導致相關基因堿基對的種類和數目改變引起的肺癌也屬于表觀遺傳現象
D．DNA甲基化以及組蛋白變化都會影響基因選擇性表達
解析：答案：C　相關基因堿基對的種類和數目改變導致DNA序列改變，不屬于表觀遺傳，C錯誤。
科學視野——細胞質基因控制的性狀
科學家用電子顯微鏡觀察衣藻、玉米等植物葉綠體的超薄切片，發現在葉綠體的基質中有長度為20.5 nm左右的細纖維存在。用DNA酶處理，這種細纖維就消失。由此證明，這種細纖維就是葉綠體DNA。后來，科學家用生物化學的方法，證明了細胞的線粒體中也含有DNA。線粒體和葉綠體中的DNA，都能夠進行半自主自我復制，并通過轉錄和翻譯控制某些蛋白質的合成。為了與細胞核的基因相區別，將線粒體和葉綠體中的基因稱作細胞質基因。,對人的線粒體DNA的研究表明，線粒體DNA的缺陷與數十種人類遺傳病有關。這些疾病很多是與腦部和肌肉有關的。例如，線粒體肌病和神經性肌肉衰弱、運動失調及眼視網膜炎等。這些遺傳病都只能通過母親遺傳給后代。
【素養評價】
1．下列關于線粒體DNA所控制的遺傳過程的描述，錯誤的是(　　)
A．線粒體DNA所控制的性狀不遵循孟德爾分離定律
B．線粒體DNA是由卵細胞傳遞給子代的
C．線粒體DNA所控制的性狀不能遺傳給兒子
D．線粒體DNA在細胞分裂時隨機地分配到子細胞中
解析：答案：C　線粒體DNA所控制的性狀不遵循孟德爾分離定律，A正確；線粒體DNA是由卵細胞傳遞給子代的，B正確；線粒體DNA所控制的性狀能遺傳給兒子，C錯誤；線粒體DNA在細胞分裂時隨機地分配到子細胞中，D正確。
2．楊柳枝條顏色可呈現兩種不同的相對性狀，有的呈花斑綠色(一塊白，一塊綠)，有的呈全綠色。現以一株花斑綠色的楊柳作為母本，與一株全綠色楊柳雜交，雜交后代(F1)全部呈花斑綠色，下列說法肯定錯誤的是(　　)
A．母本可能為顯性純合個體
B．該性狀可能由細胞質基因控制
C．該性狀不可能為多對基因控制
D．F2中性狀分離比有多種可能
解析：答案：C　子代與母本相同，說明母本可能是顯性純合子；該性狀可能由細胞質基質控制，A、B正確；該性狀可能由多對等位基因控制，C錯誤；由于不能確定該性狀是由幾對基因控制的，因此F2性狀分離比有多種可能，D正確。
3．光敏色素在植物個體發育的過程中能促進種子的萌發、調節幼苗的生長和葉綠體的發育等。如圖為光敏色素調節相關蛋白質合成的過程，請分析回答有關問題：
(1)圖中活性調節蛋白的作用是____________________________________。若cab基因發生突變，則可能會影響光合作用的____________階段。
(2)需要氨基酸作為原料的過程是圖中__________(填序號)。該過程的開始和終止分別與mRNA上的________________________________有關。
(3)由圖可知，遺傳信息的轉錄過程發生在______________，葉綠體的發育受________________________中的遺傳物質控制。
(4)葉綠體中植物吸收紅光的色素主要是______________________________。葉綠體中的DNA復制需要DNA聚合酶的催化，若要探究該酶的合成是受細胞核基因還是細胞質基因編碼，請你寫出實驗設計思路：_____________________________________________________。
解析：(1)由圖可知，圖中活性調節蛋白進入細胞核后促進rbcS基因和cab基因的轉錄。cab基因控制合成的蛋白質是類囊體薄膜的組成成分，而類囊體是光反應的場所，因此cab基因發生突變不能表達，則直接影響光合作用的光反應階段。(2)需要氨基酸作為原料的是翻譯過程，即圖中②④過程。翻譯過程的開始和終止分別與mRNA上的起始密碼子和終止密碼子有關。(3)由圖可知，遺傳信息的轉錄過程發生在細胞核和葉綠體中；葉綠體的發育受細胞核和細胞質(或細胞核和葉綠體)中的遺傳物質共同控制。(4)葉綠體中的色素包括葉綠素和類胡蘿卜素，其中葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。葉綠體中的DNA復制需要DNA聚合酶的催化，若要探究該酶的合成是受細胞核基因還是細胞質基因編碼，可用藥物抑制核基因的表達，再檢測葉綠體中是否有DNA聚合酶的合成。
答案：(1)促進rbcS基因和cab基因的轉錄　光反應
(2)②④　起始密碼子和終止密碼子　(3)細胞核、葉綠體　細胞核和細胞質　(4)葉綠素(或葉綠素a和葉綠素b)　用藥物抑制核基因的表達，檢測葉綠體中是否有DNA聚合酶的合成
[課時跟蹤檢測]
[理解·鞏固·落實]
1．判斷下列敘述的正誤，對的打“√”，錯的打“×”。
(1)白化病是基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀的。(×)
(2)核糖體蛋白基因幾乎在所有細胞中表達。(√)
(3)同卵雙胞胎具有的微小差異與表觀遺傳有關。(√)
(4)基因與性狀的關系是一一對應的線性關系。(×)
(5)生物性狀是由基因型和環境共同控制的。(√)
(6)基因與基因、基因與基因產物、基因與環境之間存在著復雜的相互作用。(√)
2．下列關于基因、蛋白質和性狀之間關系的敘述，錯誤的是(　　)
A．基因可以控制性狀
B．蛋白質的結構可以直接影響性狀
C．基因控制性狀是通過控制蛋白質的合成來實現的
D．蛋白質的功能可以控制性狀
解析：答案：D　蛋白質是生物體性狀的直接體現者，但蛋白質是通過基因控制合成的，因此基因才是性狀的控制者。基因可通過控制蛋白質的結構直接影響性狀，也可通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。故選D。
3．人類鐮狀細胞貧血是由編碼血紅蛋白的基因異常引起的，這說明了(　　)
A．基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀
B．基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀
C．基因與環境相互作用共同調控生物體的性狀
D．基因和性狀間不是簡單的線性關系
解析：答案：B　人類鐮狀細胞貧血是由于編碼血紅蛋白的基因異常不能控制合成正常的血紅蛋白，從而使紅細胞形態結構異常，因此體現了基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。故選B。
4．細胞分化是奢侈基因選擇性表達的結果。下列屬于奢侈基因的是(　　)
A．血紅蛋白基因　　　　 B．ATP合成酶基因
C．DNA解旋酶基因 D．核糖體蛋白基因
解析：答案：A　B、C、D項所述基因是所有活細胞中都表達的基因，而A項中血紅蛋白基因只有在紅細胞中才能表達，因此血紅蛋白基因屬于奢侈基因。
5．關于表觀遺傳的理解，下列說法正確的是(　　)
A．DNA的甲基化與環境因素無關
B．DNA的甲基化影響基因的翻譯過程
C．表觀遺傳現象不符合孟德爾遺傳定律
D．DNA的甲基化導致基因的堿基序列改變
解析：答案：C　環境因素會影響DNA的甲基化，A錯誤；DNA的甲基化影響基因的轉錄過程，B錯誤；表觀遺傳現象不符合孟德爾遺傳定律，C正確；DNA的甲基化不會導致基因的堿基序列改變，D錯誤。
6．在甲基轉移酶的催化下，DNA的胞嘧啶被選擇性地添加甲基導致DNA甲基化，進而使染色質高度螺旋化，因此失去轉錄活性。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．DNA甲基化，會導致基因堿基序列的改變
B．DNA甲基化，會導致mRNA合成受阻
C．DNA甲基化，可能會影響生物的性狀
D．DNA甲基化，可能會影響細胞分化
解析：答案：A　DNA甲基化是指DNA的胞嘧啶被選擇性地添加甲基，這不會導致基因堿基序列的改變。故選A。
7．人體內苯丙酮酸過多可引起苯丙酮尿癥，如圖表示人體內苯丙氨酸的代謝途徑，據圖分析錯誤的是(　　)
A．基因1不正常而缺乏酶1可能引起苯丙酮尿癥
B．由苯丙氨酸合成黑色素需要多個基因控制
C．該圖說明基因可通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀
D．基因2突變而缺乏酶2將導致人患白化病
解析：答案：C　由題圖可知，基因1不正常而缺乏酶1，會導致苯丙氨酸不能合成酪氨酸，則苯丙氨酸只能在細胞中代謝生成苯丙酮酸，導致苯丙酮尿癥，A正確；由苯丙氨酸合成黑色素需要酶1、酶2的作用，即需要基因1、基因2的控制，B正確；題圖體現了基因通過控制酶的合成來控制生物代謝過程，進而控制生物體的性狀，C錯誤；基因2突變，導致酶2不能合成，從而不能形成黑色素，使人患白化病，D正確。
8．水稻分蘗(莖基部發生分枝)受多個基因控制，水稻MADS基因家族能控制側芽分化和分蘗過程。重力因素通過影響HSFA2D基因進而影響LAZY1基因的表達，最終調控分蘗的方向。相關說法錯誤的是(　　)
A．水稻分蘗過程受到多個基因的共同調控
B．每個基因可以獨立控制生物的某個性狀
C．MADS基因可以控制水稻分蘗等多個性狀
D．LAZY1基因的表達受環境和其他基因影響
解析：答案：B　根據題干信息“水稻分蘗(莖基部發生分枝)受多個基因控制”可知，水稻分蘗過程受到多個基因的共同調控，A正確；基因不都能獨立控制生物的性狀，且基因與性狀之間并不是簡單的一一對應的關系，B錯誤；根據題干信息“水稻MADS基因家族能控制側芽分化和分蘗過程”可知，MADS基因可以控制水稻分蘗等多個性狀，C正確；根據題干信息“重力因素通過影響HSFA2D基因進而影響LAZY1基因的表達，最終調控分蘗的方向”可知，LAZY1基因的表達受環境和其他基因影響，D正確。
9．科學家曾做過這樣的實驗：野生長翅果蠅幼蟲在25 ℃條件下培養皆為長翅，在35 ℃條件下處理6～24 h后培養得到殘翅(已知野生果蠅皆為長翅)。如何解釋這一現象呢？請你對出現殘翅果蠅的原因提出你的假設，并進一步設計實驗驗證你的假設。
(1)假設：___________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)基因對性狀的控制有兩種情況：甲基因通過控制____________來控制代謝過程，進而控制生物的性狀；乙基因通過控制______________直接控制生物的性狀。以上假設中與性狀有關的基因屬于________(填“甲”或“乙”)基因。
(3)你認為基因、環境、性狀三者的相互關系是怎樣的？___________________________
__________________________________________________________________________。
解析：(1)由題干信息“野生長翅果蠅幼蟲在25 ℃條件下培養皆為長翅，在35 ℃條件下處理6～24 h后培養得到殘翅(已知野生果蠅皆為長翅)”，可推測在35 ℃條件下處理的果蠅幼蟲，可能因溫度高，改變了果蠅幼蟲體內酶的活性，影響了果蠅的代謝，進而使果蠅由長翅轉變為殘翅，據此對出現殘翅果蠅提出的假設是溫度升高，酶的活性改變，通過影響代謝進而影響性狀。(2)基因對性狀的控制有兩種情況：甲基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀；乙基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物的性狀；以上假設中與性狀有關的基因屬于甲基因。(3)基因和性狀并不都是一一對應的關系，基因與基因、基因與基因產物、基因和環境之間存在著復雜的相互作用，基因、環境、性狀三者的相互關系是生物體的性狀不完全由基因決定，環境對性狀也有重要影響(或生物的性狀是基因與環境相互作用的結果)。
答案：(1)溫度升高，酶的活性改變，通過影響代謝進而影響性狀　(2)酶的合成　蛋白質的結構　甲　(3)生物體的性狀不完全由基因決定，環境對性狀也有重要影響(或生物的性狀是基因與環境相互作用的結果)
10．周期性共濟失調是一種由常染色體上的基因(用A或a表示)控制的遺傳病，致病基因導致細胞膜上正常鈣離子通道蛋白結構異常，從而使正常鈣離子通道的數量不足，造成細胞功能異常。該致病基因純合會導致胚胎致死。患者發病的分子機理如圖所示。請回答下列問題：
(1)圖中①表示的生理過程是____________。如果細胞的____________(填結構)被破壞，會直接影響圖中結構C的形成。
(2)圖中所揭示的基因控制性狀的方式是________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)一個患周期性共濟失調的女性與正常男性結婚生了一個既患該病又患紅綠色盲的孩子(色盲基因用b代表)。這對夫婦中，妻子的基因型是______，這對夫婦再生一個只患一種病的孩子的概率是______________。
解析：(1)圖中①過程表示以基因的一條鏈為模板合成物質B(mRNA)的轉錄過程。結構C為核糖體，而核仁與核糖體的形成有關，因此如果細胞的核仁被破壞，會直接影響結構C的形成。(2)圖中的基因所編碼的通道蛋白屬于結構蛋白，因此圖中所揭示的基因控制性狀的方式是基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。(3)周期性共濟失調是一種由常染色體上的基因控制的遺傳病，該致病基因純合會導致胚胎致死，據此可推知該病的遺傳方式為常染色體顯性遺傳。紅綠色盲屬于伴X染色體隱性遺傳病。一個患周期性共濟失調的女性與正常男性結婚生了一個既患該病又患紅綠色盲的孩子，說明在該對夫婦中，妻子的基因型為AaXBXb，丈夫的基因型為aaXBY，兩者所生孩子患周期性共濟失調的概率為1/2，患色盲的概率為1/4，因此這對夫婦再生一個只患一種病的孩子的概率是1/2×3/4＋1/2×1/4＝1/2。
答案：(1)轉錄　核仁　(2)基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀　(3)AaXBXb　1/2
[遷移·應用·發展]
11．研究表明myoD基因在黃顙魚雌雄成體的心、腦、肌肉等不同組織中均有表達，在肌肉組織中表達量最高。下列分析正確的是(　　)
A．myoD基因在肌肉組織中表達量最高，說明肌肉細胞的分化程度最高
B．心、腦、肌肉細胞中DNA和RNA相同，但蛋白質種類不一定相同
C．myoD基因在雌雄黃顙魚肌肉中表達量不同，可能導致雌雄個體出現生長差異
D．通過檢測組織細胞的myoD基因和呼吸酶基因是否表達，可確定細胞是否分化
解析：答案：C　myoD基因在肌肉組織中表達量最高，說明此基因與肌肉發育有關，不能說明肌肉細胞的分化程度最高；心、腦、肌肉細胞中DNA相同，但由于基因的選擇性表達，RNA和蛋白質種類不一定相同；呼吸酶基因在所有細胞中均可以表達，因此無法確定細胞是否分化。
12．ACC合成酶是植物體內乙烯合成的限速酶。下表是科學家以番茄ACC合成酶基因為探針，研究番茄果實不同成熟階段及不同組織中該基因的表達情況。下列分析正確的是(　　)
果實成熟的不同階段 葉片 雌蕊 雄蕊 根
綠果 變紅 桃紅 橙紅 亮紅 紅透
－ ＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋ － － ＋ －
注：“－”表示該基因不表達，“＋”表示該基因表達，“＋”的數目越多表示表達水平越高。
A．該基因的表達水平在不同的組織和果實成熟的不同階段無差異
B．橙紅和亮紅的果實細胞中該基因轉錄產物可能相對較多
C．綠果、雌蕊、葉片和根中無該基因及其轉錄產物，體現了細胞的基因選擇性表達
D．果實中該基因表達水平高于葉片，說明前者的分化程度高于后者
解析：答案：B　根據表中信息可知，該基因的表達水平在不同的組織和果實成熟的不同階段具有顯著差異，A錯誤；綠果、雌蕊、葉片和根中含有該基因，只是未表達，C錯誤；該基因的表達水平高低不能用于果實與葉片分化程度高低的比較，D錯誤。
13．表觀遺傳是指DNA序列不改變，而基因的表達發生可遺傳的改變，DNA甲基化是表觀遺傳中最常見的現象之一。某些基因在啟動子上存在富含雙核苷酸“CG”的區域，稱為“CG島”，其中的胞嘧啶在發生甲基化后轉變成5′甲基胞嘧啶后，但仍能與鳥嘌呤互補配對。細胞中存在兩種DNA甲基化酶(如圖1所示)，從頭甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；維持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位點，使其全甲基化。
(1)由上述材料可知，DNA甲基化________(填“會”或“不會”)改變基因轉錄產物的堿基序列。
(2)由于圖2中過程①的方式是________________，所以其產物都是________甲基化的，因此過程②必須經過__________________的催化才能獲得與親代分子相同的甲基化狀態。
(3)研究發現，啟動子中“CG島”的甲基化會影響相關蛋白質與啟動子的結合，從而抑制________________________________。
(4)小鼠的A基因編碼胰島素生長因子2(IGF2)，a基因無此功能(A、a位于常染色體上)；IGF2是小鼠正常發育必需的一種蛋白質，缺乏時小鼠個體矮小。在小鼠胚胎中，來自父本的A及其等位基因能夠表達，來自母本的則不能表達，檢測發現，這對基因的啟動子在精子中是非甲基化的，在卵細胞中則是甲基化的。
若純合矮小雌鼠與純合正常雄鼠雜交，則F1的表型應為______________；F1雌雄個體間隨機交配，則F2的表型及其比例應為______________________。結合F1配子中A及其等位基因啟動子的甲基化狀態，分析F2出現這種比例的原因是__________________________
__________________________________________________________________________。
(5)5 氮雜胞苷(AZA)常用于臨床上治療DNA甲基化引起的疾病。推測AZA可能的作用機制之一是AZA在____________________過程中摻入DNA分子，導致與DNA結合的甲基化酶活性降低，從而降低DNA的甲基化程度；另一種可能的機制是AZA與“CG島”中的________________競爭甲基化酶，從而降低DNA的甲基化程度。
解析：(1)DNA甲基化是表觀遺傳中最常見的現象之一，而表觀遺傳是指DNA序列不改變，而基因的表達發生可遺傳的改變，所以DNA甲基化不會改變基因轉錄產物的堿基序列。(2)圖2中過程①的模板鏈都含甲基，而復制后都只含一個甲基，說明過程①的方式是半保留復制，所以其產物都是半甲基化的，因此過程②必須經過維持甲基化酶的催化才能獲得與親代分子相同的甲基化狀態。(3)與基因啟動子結合，催化基因進行轉錄的是RNA聚合酶。啟動子中“CG島”的甲基化會影響相關蛋白質(RNA聚合酶)與啟動子的結合，不能合成mRNA，從而抑制基因的轉錄(或基因的表達)。(4)由于在小鼠胚胎中，來自父本的A及其等位基因能夠表達，所以純合矮小雌鼠與純合正常雄鼠雜交，則F1的表型應為全部正常。由于卵細胞中的A及其等位基因由于啟動子甲基化而不表達，精子中的A及其等位基因由于啟動子非甲基化而表達；并且含A的精子∶含a的精子＝1∶1，所以F1雌雄個體間隨機交配，則F2的表型及其比例應為正常∶矮小＝1∶1。(5)5 氮雜胞苷(AZA)常用于臨床上治療DNA甲基化引起的疾病。推測AZA可能的作用機制之一是AZA在DNA復制過程中摻入DNA分子，導致與DNA結合的甲基化酶活性降低，從而降低DNA的甲基化程度；另一種可能的機制是胞嘧啶在發生甲基化后轉變成5′甲基胞嘧啶，但仍能與鳥嘌呤互補配對，所以AZA與“CG島”中的胞嘧啶競爭甲基化酶，從而降低DNA的甲基化程度。
答案：(1)不會　(2)半保留復制　 半　 維持甲基化酶
(3)基因的表達(或基因的轉錄)　(4)全部正常　正常∶矮小＝1∶1　卵細胞中的A及其等位基因由于啟動子甲基化而不表達，精子中的A及其等位基因由于啟動子非甲基化而表達；并且含A的精子∶含a的精子＝1∶1　(5)DNA復制　胞嘧啶
階段驗收評價(三)　第3、4章　基因的本質　基因的表達
(時間：60分鐘　滿分：100分)
一、選擇題(共16小題，每小題3分，共48分)
1．下列關于基因、DNA和染色體的敘述，正確的是(　　)
A．細胞中所有的DNA片段都可稱之為基因
B．真核細胞中所有的基因都位于染色體上
C．所有的非等位基因都位于非同源染色體上
D．等位基因一般位于同源染色體的相同位置上
解析：答案：D　基因通常是具有遺傳效應的DNA片段，A錯誤；真核細胞中大多數的基因都位于染色體上，少數的基因位于線粒體、葉綠體中，B錯誤；同源染色體上也具有非等位基因，C錯誤；等位基因一般位于同源染色體的相同位置上，D正確。
2．下列有關DNA結構和復制的敘述，正確的是(　　)
A．DNA聚合酶催化兩個游離的脫氧核苷酸之間的連接
B．復制后產生的兩個子代DNA分子共含有4個游離的磷酸基團
C．具有m個胸腺嘧啶的DNA片段，第n次復制時需要(2n－1)×m個胸腺嘧啶
D．把DNA分子放在含15N的培養液中連續復制2代，子代DNA中含15N的占1/2
解析：答案：B　DNA聚合酶不能催化兩個游離的脫氧核苷酸之間的連接，只能把游離的脫氧核苷酸連接到已存在的DNA片段上，A錯誤；由于DNA分子為雙鏈結構，每條鏈的一端都有一個游離的磷酸基團，所以復制后產生的兩個子代DNA分子共含有4個游離的磷酸基團，B正確；具有m個胸腺嘧啶的DNA片段，第n次復制需要(2n－1)×m個胸腺嘧啶，C錯誤；DNA復制方式為半保留復制，把DNA分子放在含15N的培養液中連續復制2代，得到4個DNA分子，其中兩個DNA分子的一條鏈含15N標記，一條鏈沒有被標記，另外2個DNA分子的兩條鏈都含15N標記，故子代DNA中含15N的占 100%，D錯誤。
3．下列關于遺傳信息的物質基礎的敘述，錯誤的是(　　)
A．從根本上講，遺傳信息的物質基礎是基因中特定的脫氧核苷酸的排列順序
B．RNA也可以作為遺傳信息的物質基礎
C．蛋白質中特定的氨基酸的排列順序也是遺傳信息的物質基礎
D．DNA中特定的堿基對的排列順序代表一定的遺傳信息
解析：答案：C　在DNA分子中，堿基對的排列順序儲存著遺傳信息，A、D正確；RNA病毒中，RNA是遺傳物質，B正確；蛋白質中特定的氨基酸的排列順序不儲存遺傳信息，C錯誤。
4．下列是人類探索遺傳奧秘的幾個經典實驗，其中表述合理的是(　　)
A．格里菲思用肺炎鏈球菌感染小鼠的實驗，證明了DNA是轉化因子
B．赫爾希和蔡斯用噬菌體侵染細菌的實驗，證明了噬菌體的遺傳物質是DNA，而不是蛋白質
C．沃森和克里克發現了DNA雙螺旋結構，提出了DNA半保留復制的假說
D．許多科學家相繼研究，將逆轉錄和RNA復制納入細胞生物的中心法則范疇
解析：答案：C　格里菲思用肺炎鏈球菌感染小鼠的實驗，推論S型細菌體內存在轉化因子，但沒有證明轉化因子是DNA，A錯誤；赫爾希和蔡斯分別用35S和32P標記的噬菌體，進行侵染大腸桿菌的實驗，使人們確信DNA是遺傳物質，但沒有證明蛋白質不是遺傳物質，B錯誤；沃森和克里克發現了DNA雙螺旋結構，提出了DNA半保留復制方式的假說，C正確；科學家在研究某些RNA病毒的遺傳信息的傳遞過程時，發現了RNA復制和逆轉錄過程，這是對中心法則的必要補充，但病毒沒有細胞結構，D錯誤。
5．基因Ⅰ和基因Ⅱ在某條染色體DNA上的相對位置如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．基因Ⅰ和基因Ⅱ的結構差別僅在于內部堿基對的排列順序不同
B．基因Ⅰ中不一定具有遺傳信息，但一定具有遺傳效應
C．四分體時期，基因Ⅱ中的兩條脫氧核苷酸鏈之間可能發生交叉互換
D．基因Ⅰ與基因Ⅱ位于同一條染色體上，減數分裂時一般不能發生分離
解析：答案：D　基因Ⅰ和基因Ⅱ的結構差別在于內部堿基對的數目、排列順序不同，A錯誤；基因Ⅰ中既具有遺傳信息也具有遺傳效應，B錯誤；四分體時期，同源染色體的非姐妹染色單體之間可能發生交叉互換，C錯誤；基因Ⅰ與基因Ⅱ位于同一條染色體上，減數分裂時一般不能發生分離，D正確。
6．如果用35S標記的噬菌體去侵染32P標記的某個大腸桿菌，在產出的子代噬菌體的組分中，能夠找到的放射性元素是(　　)
A．部分子代噬菌體的外殼中找到35S
B．所有子代噬菌體的外殼中都找到35S
C．部分子代噬菌體的DNA中找到32P
D．所有子代噬菌體的DNA中找到32P
解析：答案：D　合成子代噬菌體蛋白質外殼的原料均由細菌提供，因此在子代噬菌體的蛋白質外殼中找不到35S，A、B錯誤；合成子代噬菌體DNA的原料均由細菌提供，DNA的復制方式為半保留復制，大腸桿菌被32P標記，因此在子代噬菌體的DNA中都可以找到32P，C錯誤，D正確。
7．miRNA是一類在人體內廣泛分布的內源性非編碼RNA，長度為19～25個核苷酸，不同miRNA在個體發育的不同階段產生。miRNA通過與靶mRNA結合或引起靶mRNA的降解，進而特異性地影響相應基因的表達。請根據材料判斷下列相關說法正確的是(　　)
A．miRNA指導合成的肽鏈最多含有8個氨基酸
B．miRNA在轉錄水平特異性的影響基因的表達過程
C．不同miRNA在個體發育的不同階段產生，與細胞分化有關
D．不同miRNA的區別在于脫氧核苷酸的排列順序不同
解析：答案：C　由題干信息“miRNA是一類內源性非編碼RNA”可知，它不能指導合成肽鏈；由題干信息“miRNA通過與靶mRNA結合”可知，它影響的是翻譯過程；不同miRNA的區別在于核糖核苷酸的排列順序不同，RNA中不含脫氧核苷酸。
8.圖中α、β是真核細胞某基因的兩條鏈，γ是另外一條多核苷酸鏈。下列說法正確的是(　　)
A．圖中的酶是DNA聚合酶
B．γ鏈徹底水解后能生成6種小分子物質
C．該過程只發生在細胞核中
D．β鏈中堿基G占28%，則γ鏈中堿基A占22%
解析：答案：B　分析題干和題圖信息可知，α、β是真核細胞某基因的兩條鏈，γ是核糖核苷酸鏈，該過程是轉錄過程，圖中的酶為RNA聚合酶，A錯誤；γ鏈徹底水解的產物是核糖，磷酸，A、G、C、U 4種堿基，共6種小分子物質，B正確；該過程主要發生在細胞核中，線粒體、葉綠體中也可以發生，C錯誤；γ鏈中堿基A與α鏈中的堿基T配對，β鏈中堿基G占28%，不能判斷α鏈中堿基T的比例，因此不能判斷γ鏈中堿基A的比例，D錯誤。
9．人或動物PrP基因編碼一種蛋白(PrPc)，該蛋白無致病性。PrPc的空間結構改變后成為PrPsc(朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以誘導更多的PrPc轉變為PrPsc，實現朊粒的增殖，可以引起瘋牛病。據此判斷，下列敘述正確的是(　　)
A．朊粒侵入機體后可整合到宿主的基因組中
B．朊粒的增殖方式與肺炎鏈球菌的增殖方式相同
C．蛋白質空間結構的改變可以使其功能發生變化
D．PrPc轉變為PrPsc的過程屬于遺傳信息的翻譯過程
解析：答案：C　據題中信息可知，朊粒是PrP基因所編碼的蛋白質空間結構變化后形成的，因此朊粒屬于蛋白質，不能整合到宿主細胞的基因組中，A錯誤。肺炎鏈球菌的增殖方式為二分裂，與朊粒不相同，B錯誤。由題中信息可知，PrPc與朊粒的功能因空間結構的不同而不同，C正確。PrPc轉變為PrPsc只是蛋白質空間結構發生了改變，不屬于遺傳信息的翻譯過程，D錯誤。
10．根據以下材料：①藏報春甲(aa)在20 ℃時開白花；②藏報春乙(AA)在20 ℃時開紅花；③藏報春丙(AA)在30 ℃時開白花。在分析基因型和表型相互關系時，下列說法錯誤的是(　　)
A．由材料①②可知，生物的性狀表現是由基因型決定的
B．由材料①③可知生物的性狀表現是由基因型和環境共同決定的
C．由材料②③可知環境影響基因型的表達
D．由材料①②③可知生物的性狀表現是基因型和環境共同作用的結果
解析：答案：B　①和②、②和③實驗中，都只有一個變量，而①和③實驗中溫度和基因型都不同，所以不能判斷性狀表現是由溫度還是基因型決定，或是由它們共同決定的。故選B。
11．N6 甲基腺嘌呤(m6A)是真核生物mRNA甲基化修飾形式之一。在斑馬魚體內，檢測到m6A甲基轉移酶(mett13)水平較高，缺失mett13后，胚胎發育相關的mRNA水平顯著升高，但m6A的水平顯著下降。有關敘述錯誤的有(　　)
A．m6A修飾改變了斑馬魚的遺傳信息
B．m6A修飾會抑制基因的表達
C．m6A修飾可能促進mRNA的水解
D．m6A修飾與基因表達的調控相關
解析：答案：A　m6A修飾的是mRNA，沒有改變斑馬魚的遺傳信息，A錯誤；依照題意可知，缺失mett13后，胚胎發育相關的mRNA水平顯著升高，但m6A的水平顯著下降，因而m6A修飾會抑制基因的表達，B正確；依照題意可知，m6A的水平顯著下降，胚胎發育相關的mRNA水平顯著升高，因而m6A修飾水平上升可能促進mRNA的水解，影響翻譯過程，使蛋白質無法合成，因而m6A修飾與基因表達的調控相關，C、D正確。
12．如圖所示為人體內M基因控制物質C的合成以及物質C形成特定空間結構的物質D的流程圖解。下列相關敘述，正確的是 (　　)
A．圖中①④過程參與堿基配對的堿基種類較多的是①過程
B．基因轉錄得到的產物均可直接作為蛋白質合成的控制模板
C．組成物質C的氨基酸數與組成M基因的核苷酸數的比值大于1/6
D．圖中物質D可能是人體內消化酶、呼吸酶等蛋白質
解析：答案：A　圖中①④過程分別為轉錄、翻譯，前者參與堿基配對的堿基種類較多，包括A、G、C、T、U 5種堿基，A正確；據圖可知，基因轉錄得到的產物經剪切、拼接后才可作為蛋白質合成的控制模板，所以組成物質C的氨基酸數與組成M基因的核苷酸數的比值小于1/6，B、C錯誤；呼吸酶不屬于分泌蛋白，D錯誤。
13．如圖中的R環結構，是基因轉錄所形成的RNA鏈與雙鏈DNA中的一條鏈雜交而組成的三鏈核酸結構。據圖分析，R環中(　　)
A．嘌呤堿基數量與嘧啶堿基的數量一定相等
B．雜合鏈可能含有A、T、C、G、U五種含氮堿基
C．未配對的DNA單鏈可以轉錄形成mRNA
D．每條鏈內相鄰核苷酸之間都以氫鍵進行連接
解析：答案：B　R環中DNA的嘌呤堿基數量與嘧啶堿基的數量相等，但RNA中嘌呤堿基數量與嘧啶堿基的數量不一定相等，因此R環中嘌呤堿基數量與嘧啶堿基的數量不一定相等，A不符合題意；雜合鏈中有DNA和RNA，因此可能含有A、T、C、G、U五種含氮堿基，B符合題意；R環中未配對的DNA單鏈不是模板鏈，不可以進行轉錄，C不符合題意；每條鏈內相鄰核苷酸之間以磷酸二酯鍵進行連接，D不符合題意。
14．下圖表示中心法則，下列有關敘述正確的是(　　)
A．過程①～⑦都會在人體的遺傳信息傳遞和表達時發生
B．人體細胞內的過程③主要發生在細胞核中，產物都是mRNA
C．過程③存在A—U、C—G、T—A的堿基配對方式
D．過程⑤有半保留復制的特點，過程⑥發生在核糖體上
解析：答案：C　會在人體的遺傳信息傳遞和表達時發生的為①DNA的復制、③轉錄、⑥翻譯，A錯誤。人體細胞的過程③轉錄主要發生在細胞核中，產物是mRNA、rRNA、tRNA等，B錯誤。過程③轉錄，存在A—U、C—G、T—A的堿基配對方式，C正確。由于RNA一般為單鏈，過程⑤RNA的復制沒有半保留復制的特點，DNA的復制有半保留復制的特點，D錯誤。
15．下圖為逆轉錄病毒的遺傳信息的傳遞過程示意圖，下列敘述錯誤的是(　　)
A．逆轉錄酶是在逆轉錄病毒的核糖體上合成的
B．逆轉錄得到的雙鏈DNA整合到宿主細胞DNA上屬于基因重組
C．逆轉錄病毒的遺傳信息的傳遞過程有逆轉錄酶、RNA聚合酶等參與
D．逆轉錄病毒遺傳信息的傳遞與真核生物的不完全相同
解析：答案：A　逆轉錄病毒沒有細胞結構，沒有核糖體，A錯誤；逆轉錄得到的雙鏈DNA整合到宿主細胞DNA上，是控制不同性狀基因的重新組合，屬于基因重組，B正確；據圖可知，逆轉錄病毒遺傳信息的傳遞過程包括逆轉錄、轉錄等過程，需要逆轉錄酶、RNA聚合酶等參與，C正確；逆轉錄病毒遺傳信息的傳遞包含逆轉錄過程，真核生物沒有逆轉錄過程，D正確。
16．人類基因組中僅有2%的DNA能夠編碼蛋白質，其余為非編碼DNA。研究發現，從雄性小鼠的Y染色體上敲除一小段非編碼DNA后，Sox9基因的活躍度隨之降低，Sox9蛋白表達量減少，進而導致雄性小鼠長出卵巢和雌性生殖器官。下列敘述錯誤的是(　　)
A．非編碼區DNA序列的改變不會引起生物體性狀的改變
B．敲除的非編碼DNA具有促進Sox9基因表達的功能
C．敲除的非編碼DNA片段也屬于基因片段
D．Sox9蛋白可抑制雄性小鼠體內雌性生殖器官的形成
解析：答案：A　在雄性小鼠Y染色體上敲除一小段非編碼DNA后，最終導致雄性小鼠長出卵巢和雌性生殖器官，說明非編碼區DNA序列的改變也可引起生物體性狀的改變，A錯誤；敲除一小段非編碼DNA后Sox9蛋白表達量減少，說明敲除的非編碼DNA具有促進Sox9基因表達的功能，B正確；敲除一小段非編碼DNA降低了Sox9基因的活躍度，說明原來的非編碼DNA是有遺傳效應的片段，也屬于基因片段，C正確；Sox9基因的活躍度降低，Sox9蛋白表達量減少導致雄性小鼠長出卵巢和雌性生殖器官，說明Sox9蛋白可抑制雄性小鼠體內雌性生殖器官的形成，D正確。
二、非選擇題(共4小題，共52分)
17．(10分)某生物興趣小組用模型模擬的T2噬菌體侵染細菌實驗的過程如下圖，據圖回答下列問題：
(1)請將上圖T2噬菌體侵染細菌的標號進行排序__________________。
(2)T2噬菌體的遺傳物質復制發生在圖中______(用字母和箭頭表示)過程之間，子代T2噬菌體的外殼是在細菌的______上合成的。
(3)以35S標記組為例，如果____________________，可能造成的結果是上清液和沉淀物都出現較強的放射性。
(4)T2噬菌體與細菌保溫時間長短與放射性高低的關系圖可能如下，下列關聯中最合理的是________(甲組為35S標記的T2噬菌體，乙組為32P標記的T2噬菌體)。
A．甲組—上清液—① B．乙組—上清液—②
C．甲組—沉淀物—③ D．乙組—沉淀物—④
解析：(1)T2噬菌體侵染細菌的過程是吸附→注入DNA→合成DNA和蛋白質→裝配→釋放子代噬菌體，據此分析圖示，則正確的排序是debfca。(2)DNA復制發生在T2噬菌體將自身的DNA分子注入細菌細胞內以后，以細菌體內的4種脫氧核苷酸為原料合成子代噬菌體的DNA，發生在圖中e→b過程之間，子代T2噬菌體的外殼是在細菌的核糖體上合成的。(3)35S標記的是T2噬菌體的蛋白質外殼。以35S標記組為例，如果攪拌不充分，會有部分35S標記的噬菌體仍然吸附在細菌表面，造成上清液和沉淀物都出現較強的放射性。(4)噬菌體侵染細菌時，DNA分子進入到細菌的細胞中，蛋白質外殼留在外面，因為噬菌體較輕，攪拌離心后，注入細菌細胞內的噬菌體的DNA分子隨著細菌離心到沉淀物中，而噬菌體及其蛋白質外殼則存在上清液中。用32P標記的噬菌體侵染細菌的實驗中，32P標記的是噬菌體的DNA，在一定時間內，隨著保溫時間的延長，侵染到細菌細胞內的噬菌體的數目逐漸增多，沉淀物中放射性強度逐漸增加，上清液中放射性強度逐漸減少；超過一定時間，因噬菌體在細菌內增殖后釋放的子代噬菌體經離心后分布于上清液中，因此沉淀物放射性強度逐漸減少，上清液中放射性強度逐漸增加，即乙組—上清液—②，乙組—沉淀物—③；同理，用35S標記的噬菌體侵染細菌的實驗中，35S標記的是噬菌體的蛋白質外殼，隨著保溫時間的延長，經攪拌、離心后，甲組—上清液—④，甲組—沉淀物的放射性強度應一直為零。
答案：(1)debfca　(2)e→b　核糖體　(3)攪拌不充分　(4)B
18．(14分)圖甲表示某動物b基因正常轉錄過程中的局部圖解；圖乙表示該生物某個體的體細胞內部分基因和染色體的關系；該生物的黑色素產生需要如圖丙所示的3類基因參與控制，三類基因的控制均表現為完全顯性。請據圖回答下列問題：
(1)能發生圖甲所示過程的細胞結構有________________________；該過程一般不發生在細胞分裂的分裂期，原因是_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)圖甲中，若b2為RNA鏈，當b2含堿基A和U分別為24%和18%時，則b1鏈所在的DNA分子中，G所占的比例為__________；該過程結束時，終止密碼子位于__________(填“b1”或“b2”)鏈上。
(3)圖乙中正常情況下，該生物細胞中含有b基因最多時為________個，b基因相互分離發生在________________________________________________________________________
(填時期)。
(4)由圖乙所示的基因型可以推知，該生物體______(填“能”“不能”或“不能確定”)合成黑色素，其中基因A和a的本質區別是______________________。
(5)由圖丙可以得出，基因可以通過__________________________________進而控制生物體的性狀，某一性狀可能受多對基因控制。
解析：(1)由于DNA主要分布在細胞核中，在動物細胞的線粒體中也有少量的DNA分布，所以能發生轉錄過程的細胞結構有細胞核和線粒體。由于細胞分裂的分裂期，染色質高度螺旋化變為染色體，DNA結構穩定，不容易解旋，所以圖甲所示過程一般不發生在細胞分裂的分裂期。(2)若b2為RNA鏈，當b2含堿基A和U分別為24%和18%時，則A＋U＝42%，對應的DNA分子中T＋A＝42%。因此，b1鏈所在的DNA分子中，G所占的比例為(1－42%)÷2＝29%。密碼子位于mRNA上，所以該過程結束時，終止密碼子位于b2鏈上。(3)圖乙所示的生物體的基因型為Aabb，該生物的體細胞在有絲分裂后期含有4個b基因。b基因相互分離發生在有絲分裂后期，也可發生在減數分裂Ⅰ后期和減數分裂Ⅱ后期。(4)由圖丙可知，基因型為A_bbC_的個體才能合成黑色素，圖乙所示生物體的基因型為Aabb，控制酶③的基因不能確定，所以不能確定該生物體是否能合成黑色素。基因A和a是等位基因，它們的本質區別是堿基對的排列順序不同。(5)由圖丙可以得出，基因可以通過控制酶的合成來控制代謝過程進而控制生物體的性狀，某一性狀也可能受多對基因控制。
答案：(1)細胞核和線粒體　分裂期染色質高度螺旋化變為染色體，DNA結構穩定，不容易解旋
(2)29%　b2　(3)4　有絲分裂后期、減數分裂Ⅰ后期和減數分裂Ⅱ后期
(4)不能確定　堿基對的排列順序不同
(5)控制酶的合成來控制代謝過程
19．(14分)圖甲為某真菌線粒體中蛋白質的生物合成示意圖，圖乙為核DNA片段。請回答下列問題：
(1)從圖中分析，基因表達過程中轉錄的發生場所有____________________。
(2)在過程②中，少量mRNA就可以在短時間內指導合成大量的蛋白質，其主要原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Ⅱ代表的物質為________，其遺傳信息的傳遞過程為_______________________。若蛋白質2在線粒體內膜上發揮作用，推測其功能可能是參與有氧呼吸的第________階段。
(4)若基因M、R編碼各自蛋白質前3個氨基酸的DNA序列如圖乙所示，起始密碼子均為AUG。若基因R的a鏈中箭頭所指的堿基G突變為A，其對應的密碼子將由________變為________，正常情況下，基因R在細胞中最多有________個。
解析：(1)由圖甲中①③可知，基因表達過程中轉錄的發生場所有細胞核、線粒體。(2)少量mRNA在短時間內指導合成大量的蛋白質的主要原因是一個mRNA分子可相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成。(3)Ⅱ代表的物質為DNA，其遺傳信息的傳遞過程為；線粒體內膜是有氧呼吸第三階段的場所，因此若蛋白質2在線粒體內膜上發揮作用，則其功能可能是參與有氧呼吸的第三階段。(4)根據起始密碼子AUG可知，基因R的模板鏈是a鏈，若基因R的a鏈中箭頭所指的堿基G突變為A，其對應的密碼子將由CUA變為UUA；正常情況下，基因R在細胞中最多有4個，即有絲分裂后期。
答案：(1)細胞核、線粒體　(2)一個mRNA分子可結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈
(3)DNA　　三
(4)CUA　 UUA　 4
20．(14分)MPP 9是一種明膠酶，能促進腫瘤細胞的浸潤、轉移。科研人員通過人工合成與MPP 9基因互補的雙鏈RNA，利用脂質體轉入低分化胃腺癌細胞中，干擾細胞中MMP 9基因的表達，從而達到一定的療效，部分圖示如下。請據圖回答：
(1)過程①需要的酶是___________，需要的原料是___________。
(2)過程②表示轉錄形成的mRNA通過核孔進入細胞質，該過程_________(填“需要”或“不需要”)消耗能量。
(3)根據圖示推測沉默復合體中的蛋白質具有的作用可能是___________。
(4)過程③表示_____________________________，從而干擾了基因表達的___________過程，最終使得細胞中MMP 9的含量減少。
(5)上述技術具有廣泛的應用前景，如用于乙型肝炎的治療時，可以先分析乙肝病毒基因中的________，據此通過人工合成___________，注入被乙肝病毒感染的細胞，可抑制乙肝病毒的繁殖。
解析：(1)過程①是轉錄過程，該過程需要RNA聚合酶的催化；轉錄的產物是RNA，原料是核糖核苷酸。(2)過程②表示轉錄形成的mRNA通過核孔進入細胞質，核孔是一種選擇透過性結構，該過程需要消耗能量。(3)據圖可知，人造雙鏈RNA與沉默復合體結合后變為人造單鏈RNA，故推測沉默復合體中的蛋白質具有的作用可能是使人造雙鏈RNA解旋。(4)據圖可知，過程③表示人造單鏈RNA與mRNA互補配對；因mRNA是翻譯的模板，故兩者互補配對后會干擾翻譯過程。(5)如用于乙型肝炎的治療時，可以先分析乙肝病毒基因中的堿基序列，據此可以通過人工合成雙鏈RNA注入被乙肝病毒感染的細胞，抑制乙肝病毒增殖。
答案：(1)RNA聚合酶　核糖核苷酸　(2)需要　(3)使雙鏈RNA解旋　(4)人造單鏈RNA與mRNA互補配對　翻譯　(5)堿基序列　雙鏈RNA

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