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第2節(jié)　基因表達與性狀的關系
分層練習
一、單選題
1．下列現(xiàn)象屬于表觀遺傳的是（ ）
A．DNA序列改變，且基因的表達也發(fā)生可遺傳改變
B．DNA序列不改變，且基因的表達不發(fā)生可遺傳改變
C．DNA序列改變，而基因的表達不發(fā)生可遺傳改變
D．DNA序列不改變，而基因的表達發(fā)生可遺傳改變
2．如圖是同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸在水中的葉，表現(xiàn)出了兩種不同的形態(tài)。引起葉形差異的主要原因是（ ）
A．基因型不同 B．環(huán)境因素不同
C．發(fā)生了可遺傳變異 D．未發(fā)生基因的選擇性表達
3．表觀遺傳的現(xiàn)象很多，包括DNA甲基化、組蛋白乙酰化等，組蛋白乙酰化會導致染色質(zhì)結構松散。下列相關敘述錯誤的是（ ）
A．DNA甲基化會導致DNA的堿基序列發(fā)生改變
B．組蛋白乙酰化可能影響細胞的分化
C．DNA甲基化引起的性狀改變可以遺傳給下一代
D．組蛋白乙酰化導致的染色質(zhì)結構變化不會發(fā)生在原核細胞中
4．下列關于表觀遺傳的說法錯誤的是（ ）
A．表觀遺傳的分子生物學基礎是DNA的甲基化等
B．表觀遺傳現(xiàn)象中，生物表型發(fā)生變化是由于基因的堿基序列改變
C．表觀遺傳現(xiàn)象與外界環(huán)境關系密切
D．表觀遺傳現(xiàn)象在生物體的生長發(fā)育過程中普遍存在
5．一對同卵雙胞胎兄弟出生后在不同環(huán)境成長，多年后外貌特征在高度相似的同時也有一些微小差異，且各自的子女也具有了這些差異特征。下列關于此現(xiàn)象的分析，不正確的是（ ）
A．這些微小差異與表觀遺傳無關，只是環(huán)境因素對身體的直接影響
B．一些生活習慣能夠影響細胞內(nèi)基因表達與否及基因表達水平的高低
C．父母的某種生活經(jīng)歷或不良習慣可能通過遺傳對子女產(chǎn)生影響
D．雙胞胎差異的形成機制有利于環(huán)境適應的同時又避免了遺傳信息紊亂
6．DNA的甲基化是一種化學修飾，也是表觀遺傳變異的重要內(nèi)容，研究發(fā)現(xiàn)，隨著年齡的增長，同卵雙胞胎之間在基因組范圍內(nèi)的DNA甲基化修飾和差異越來越大。下列敘述錯誤的是（　　）
A．環(huán)境條件使得同卵雙胞胎之間出現(xiàn)了表觀遺傳修飾的差異，進而引起了表型的不同
B．DNA甲基化程度升高或降低可能會導致相關基因表達不足或無法被遏制
C．表觀遺傳不改變DNA的堿基序列，但會改變生物體的性狀
D．DNA的甲基化等造成的表觀遺傳現(xiàn)象僅存在生物體生長發(fā)育的特定時期
7．2024年9月，武漢大學汪暉團隊揭示父親喝咖啡會跨代遺傳，導致后代可能患上非酒精性脂肪性肝炎（NASH）。其機理是父親在孕前咖啡因暴露會使精子中某種miRNA（屬于一種非編碼RNA）減少，從而導致后代患上NASH。下列相關敘述錯誤的是（　　）
A．父親精子中的DNA堿基序列未發(fā)生改變
B．該miRNA減少可能原因是該基因的起始密碼高度甲基化
C．該miRNA是不被翻譯的，但也能參與性狀表現(xiàn)
D．該miRNA可作為由父系環(huán)境不利因素引起的NASH的一種潛在治療靶點
8．如圖為人體內(nèi)基因?qū)π誀畹目刂七^程，據(jù)圖分析下列敘述正確的是（　　）

A．基因1和2不能出現(xiàn)在人體內(nèi)的同一個細胞中
B．白化病人由于基因異常而缺少酪氨酸酶，不能合成黑色素
C．黑色素的形成過程說明基因通過控制蛋白質(zhì)的結構直接控制生物性狀
D．圖中②過程不同的tRNA轉(zhuǎn)運的氨基酸不同
二、非選擇題
9．2023年8月我國科研人員發(fā)現(xiàn)腸癌DNA甲基化調(diào)控的新機制，如圖所示，為腸癌的早期檢測和治療提供了新思路，據(jù)圖分析回答下列問題：
(1)DNA甲基化后，生物體基因的堿基序列 ，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳的變化。圖甲表明去甲基化酶能進入細胞，但無法進入細胞核發(fā)揮作用，抑癌基因上游序列高度甲基化，會導致 。
(2)有實驗表明，TET2能被蛋白酶水解，推斷它的化學本質(zhì)是 。由圖乙可知，激活的β-catenin蛋白能夠 TET2通過 從細胞質(zhì)進入細胞核，使抑癌基因上游序列 ，抑癌基因甲基化水平降低引起腫瘤消退。
(3)另有多項研究表明，維生素C能夠促進TET2的活性。請為腸癌治療提供新思路。 。
1．表觀遺傳調(diào)控在諸如阿爾茨海默癥等疾病中起重要作用。下列相關敘述錯誤的是（　　）
A．表觀遺傳是一種可遺傳但不可逆的生化過程
B．靶向調(diào)節(jié)相關基因的甲基化水平可治療阿爾茨海默癥
C．組蛋白的甲基化、乙酰化等修飾也是表觀遺傳調(diào)控的方式
D．表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的生長、發(fā)育和衰老等生命歷程中
2．褐花杓蘭和西藏杓蘭的主要分布區(qū)域有一定交叉，且兩者能夠雜交并產(chǎn)生可育后代。典型的褐花杓蘭，花是深紫色的；典型的西藏杓蘭，花是紫紅色的。它們的花色存在從淺紅到深紫等一系列的過渡類型。下列說法錯誤的是（ ）
A．一系列花色過渡類型的出現(xiàn)會增加當?shù)罔继m物種的多樣性
B．雜交后代過渡花色的出現(xiàn)可能與表觀遺傳有關
C．褐花杓蘭和西藏杓蘭會與各自的傳粉者以及無機環(huán)境協(xié)同進化
D．光照、氣溫等環(huán)境因素可能會導致杓蘭種群基因頻率定向改變
3．下圖表示DNA半保留復制和甲基化修飾過程。研究發(fā)現(xiàn)，50歲同卵雙胞胎間基因組DNA甲基化的差異普遍比3歲同卵雙胞胎間的差異大。下列敘述正確的是（ ）
A．酶E的作用是催化DNA復制
B．人體細胞中轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細胞核，轉(zhuǎn)錄的起點是起始密碼子
C．環(huán)境可能是引起DNA甲基化差異的重要因素
D．DNA甲基化能通過抑制基因的轉(zhuǎn)錄，從而改變堿基序列和生物個體的表型
4．2024年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予兩位科學家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了微RNA（miRNA）及其在轉(zhuǎn)錄后基因調(diào)控中的作用，下圖表示線蟲細胞中微RNA（lin-4）調(diào)控基因lin-14表達的相關作用機制。下列相關說法錯誤的是（　　）
A．lin-4基因轉(zhuǎn)錄后形成lin-4miRNA的過程中，經(jīng)過了單鏈→雙鏈→單鏈的變化
B．lin-4miRNA與靶mRNA結合，通過抑制轉(zhuǎn)錄過程進而使lin-14基因沉默
C．圖中B過程，多個核糖體結合在一條mRNA上，可以提高蛋白質(zhì)合成效率
D．由于miRNA的調(diào)控作用，導致線蟲表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象，屬于表觀遺傳
5．N1-甲基腺苷（m1A）是在mRNA中3'非翻譯區(qū)（3'-UTR）的腺苷上添加甲基基團后形成的特殊結構，主要由m1A甲基轉(zhuǎn)移酶催化形成，以阻止某些基因的表達。下圖是m1A在甲藻細胞中參與mRNA修飾的具體過程。下列相關敘述錯誤的是（ ）
A．圖中所示的拼接前導序列的作用可能是保護mRNA不會被RNA酶從頭降解
B．在DNA模板鏈的5'端插入一段富含A的序列就能通過控制氮含量來調(diào)節(jié)基因的表達
C．在缺氮條件下，mRNA翻譯水平升高可能與RNA去甲基化酶的活性增強有關
D．在正常條件下，m1A甲基轉(zhuǎn)移酶與其他RNA甲基化酶可能存在協(xié)同作用
1．DNA 甲基化是表觀遺傳修飾的一種常見形式，能影響表型，也可能遺傳給子代。在蜂群中，雌蜂幼蟲一直取食蜂王漿而發(fā)育成蜂王，而以花粉和花蜜為食的幼蜂將發(fā)育成工蜂。研究發(fā)現(xiàn)，DNMT3蛋白是核基因DNMT3表達的一種 DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶，能使DNA 某些區(qū)域添加甲基基團。回答下列問題：
(1)蜜蜂細胞中 DNMT3基因發(fā)生圖1中的過程①在 進行， 過程②是 ，在 （填細胞器名稱）進行。
(2)由圖2可知發(fā)生甲基化后 （填“會”或“不會”）改變基因的堿基序列。由圖3可知當基因的啟動子區(qū)域甲基化后影響了 酶的識別，無法啟動 過程，最終抑制該基因的表達。
(3)已知注射 DNMT3siRNA（小干擾RNA）能使DNMT3基因表達沉默，蜂王的基因組甲基化程度低于工蜂的，請設計實驗驗證基因組的甲基化水平是決定雌蜂幼蟲發(fā)育成工蜂還是蜂王的關鍵因素。
①實驗思路：取多只生理狀況相同的雌蜂幼蟲，均分為A、B兩組；A組不作處理，B組 ，其他條件相同且適宜；用花粉和花蜜飼喂一段時間后，觀察并記錄幼蜂發(fā)育情況。
②預期實驗結果： A組 ，B組 。
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2第2節(jié)　基因表達與性狀的關系
分層練習
一、單選題
1．下列現(xiàn)象屬于表觀遺傳的是（ ）
A．DNA序列改變，且基因的表達也發(fā)生可遺傳改變
B．DNA序列不改變，且基因的表達不發(fā)生可遺傳改變
C．DNA序列改變，而基因的表達不發(fā)生可遺傳改變
D．DNA序列不改變，而基因的表達發(fā)生可遺傳改變
【答案】D
【分析】生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象，叫作表觀遺傳。
【詳解】生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象，叫作表觀遺傳，因此ABC錯誤，D正確。
故選D。
2．如圖是同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸在水中的葉，表現(xiàn)出了兩種不同的形態(tài)。引起葉形差異的主要原因是（ ）
A．基因型不同 B．環(huán)境因素不同
C．發(fā)生了可遺傳變異 D．未發(fā)生基因的選擇性表達
【答案】B
【分析】基因型是與表現(xiàn)型有關的基因組成，表現(xiàn)型是生物個體的性狀表現(xiàn)，基因型決定表現(xiàn)型，表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境共同作用的結果。
【詳解】同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸在水中的葉，表現(xiàn)出了兩種不同的形態(tài)，由于兩種葉來自同一個受精卵，所以兩種葉片細胞中的基因型是相同的，但是由于環(huán)境因素不同，所以兩種葉片表現(xiàn)出兩種不同的形態(tài)，B正確，ACD錯誤。
故選B。
3．表觀遺傳的現(xiàn)象很多，包括DNA甲基化、組蛋白乙酰化等，組蛋白乙酰化會導致染色質(zhì)結構松散。下列相關敘述錯誤的是（ ）
A．DNA甲基化會導致DNA的堿基序列發(fā)生改變
B．組蛋白乙酰化可能影響細胞的分化
C．DNA甲基化引起的性狀改變可以遺傳給下一代
D．組蛋白乙酰化導致的染色質(zhì)結構變化不會發(fā)生在原核細胞中
【答案】A
【分析】表觀遺傳是指DNA序列不發(fā)生變化，但基因的表達卻發(fā)生了可遺傳的改變，即基因型未發(fā)生變化而表現(xiàn)型卻發(fā)生了改變。
【詳解】A、DNA甲基化發(fā)生在DNA中，影響基因的表達，不改變DNA的堿基序列，A錯誤；
B、據(jù)題干信息分析，組蛋白乙酰化會導致染色質(zhì)結構松散，從而影響基因的表達，基因表達水平的改變可能影響細胞分化，B正確；
C、DNA甲基化屬于表觀遺傳，其引起的性狀改變可以遺傳給下一代，C正確；
D、組蛋白是構成染色質(zhì)的成分，組蛋白乙酰化會導致染色質(zhì)結構松散，而原核細胞中不存在染色質(zhì)，故組蛋白乙酰化導致的染色質(zhì)結構變化不會發(fā)生在原核細胞中，D正確。
故選A。
4．下列關于表觀遺傳的說法錯誤的是（ ）
A．表觀遺傳的分子生物學基礎是DNA的甲基化等
B．表觀遺傳現(xiàn)象中，生物表型發(fā)生變化是由于基因的堿基序列改變
C．表觀遺傳現(xiàn)象與外界環(huán)境關系密切
D．表觀遺傳現(xiàn)象在生物體的生長發(fā)育過程中普遍存在
【答案】B
【分析】 生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象，叫作表觀遺傳。
【詳解】A、表觀遺傳出現(xiàn)的原因是DNA的甲基化、染色體上的組蛋白發(fā)生乙酰化等，A正確，
B、表觀遺傳是指生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象，B錯誤；
C、外界環(huán)境會引起細胞中DNA甲基化水平變化，從而引起表觀遺傳現(xiàn)象的出現(xiàn)，C正確；
D、表觀遺傳現(xiàn)象在生物體的生長發(fā)育過程中普遍存在，比如小鼠的毛色，D正確。
故選B。
5．一對同卵雙胞胎兄弟出生后在不同環(huán)境成長，多年后外貌特征在高度相似的同時也有一些微小差異，且各自的子女也具有了這些差異特征。下列關于此現(xiàn)象的分析，不正確的是（ ）
A．這些微小差異與表觀遺傳無關，只是環(huán)境因素對身體的直接影響
B．一些生活習慣能夠影響細胞內(nèi)基因表達與否及基因表達水平的高低
C．父母的某種生活經(jīng)歷或不良習慣可能通過遺傳對子女產(chǎn)生影響
D．雙胞胎差異的形成機制有利于環(huán)境適應的同時又避免了遺傳信息紊亂
【答案】A
【分析】表觀遺傳是指DNA序列不發(fā)生變化，但基因的表達卻發(fā)生了可遺傳的改變，即基因型未發(fā)生變化而表現(xiàn)型卻發(fā)生了改變，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能與RNA聚合酶結合，故無法進行轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA，也就無法進行翻譯，最終無法合成相應蛋白，從而抑制了基因的表達。
【詳解】A、表觀遺傳是指基因的堿基序列不變，而基因的表達發(fā)生可遺傳的改變，雙胞胎兄弟的微小差異與表觀遺傳有關，A錯誤；
B、表觀遺傳是指基因的堿基序列不變，而基因的表達發(fā)生可遺傳的改變，一些生活習慣能夠影響細胞內(nèi)基因表達與否及基因表達水平的高低，如吸煙等一些生活習慣可以使人體細胞內(nèi)DNA的甲基化水平升高，影響相關基因的表達，B正確；
C、父母的某種生活經(jīng)歷或不良（吸煙等）習慣可能通過表觀遺傳對子女產(chǎn)生影響，C正確；
D、雙胞胎差異的形成機制有利于環(huán)境適應的同時又避免了遺傳信息紊亂，D正確。
故選A。
6．DNA的甲基化是一種化學修飾，也是表觀遺傳變異的重要內(nèi)容，研究發(fā)現(xiàn)，隨著年齡的增長，同卵雙胞胎之間在基因組范圍內(nèi)的DNA甲基化修飾和差異越來越大。下列敘述錯誤的是（　　）
A．環(huán)境條件使得同卵雙胞胎之間出現(xiàn)了表觀遺傳修飾的差異，進而引起了表型的不同
B．DNA甲基化程度升高或降低可能會導致相關基因表達不足或無法被遏制
C．表觀遺傳不改變DNA的堿基序列，但會改變生物體的性狀
D．DNA的甲基化等造成的表觀遺傳現(xiàn)象僅存在生物體生長發(fā)育的特定時期
【答案】D
【分析】表觀遺傳：指DNA序列不發(fā)生變化，但基因的表達卻發(fā)生了可遺傳的改變，即基因型未發(fā)生變化而表現(xiàn)型卻發(fā)生了改變，如DNA的甲基化。
DNA的甲基化：生物基因的堿基序列沒有變化，但部分堿基發(fā)生了甲基化修飾，抑制了基因的表達，進而對表型產(chǎn)生影響。這種DNA甲基化修飾可以遺傳給后代，使后代出現(xiàn)同樣的表型。
【詳解】A、環(huán)境條件會影響基因的表達，同卵雙胞胎有相同的基因，但由于環(huán)境條件使得他們之間出現(xiàn)表觀遺傳修飾的差異，進而會引起表型的不同，A正確；
B、DNA甲基化是基因表達調(diào)控的一種方式，甲基化程度升高可能會使基因表達不足，甲基化程度降低可能會使基因無法被遏制（正常應該被遏制的基因開始表達），B正確；
C、表觀遺傳不改變DNA的堿基序列，但會影響基因的表達從而改變生物體的性狀，C正確；
D、DNA的甲基化等表觀遺傳現(xiàn)象貫穿生物體生長發(fā)育的整個時期，而不是僅存在于特定時期，D錯誤。
故選D。
7．2024年9月，武漢大學汪暉團隊揭示父親喝咖啡會跨代遺傳，導致后代可能患上非酒精性脂肪性肝炎（NASH）。其機理是父親在孕前咖啡因暴露會使精子中某種miRNA（屬于一種非編碼RNA）減少，從而導致后代患上NASH。下列相關敘述錯誤的是（　　）
A．父親精子中的DNA堿基序列未發(fā)生改變
B．該miRNA減少可能原因是該基因的起始密碼高度甲基化
C．該miRNA是不被翻譯的，但也能參與性狀表現(xiàn)
D．該miRNA可作為由父系環(huán)境不利因素引起的NASH的一種潛在治療靶點
【答案】B
【分析】啟動子是DNA分子中RNA聚合酶結合位點，起始密碼是mRNA中翻譯的起點位置。
【詳解】A、父親在孕前咖啡因暴露會使精子中某種miRNA減少，但父親精子中的DNA堿基序列未發(fā)生改變，A正確；
B、該miRNA減少可能原因是該基因的啟動子高度甲基化，B錯誤；
C、該miRNA屬于一種非編碼RNA，是不被翻譯的，但也能參與性狀表現(xiàn)，C正確；
D、某種miRNA減少，從而導致后代患上NASH，該miRNA可作為由父系環(huán)境不利因素引起的NASH的一種潛在治療靶點，D正確。
故選B。
8．如圖為人體內(nèi)基因?qū)π誀畹目刂七^程，據(jù)圖分析下列敘述正確的是（　　）

A．基因1和2不能出現(xiàn)在人體內(nèi)的同一個細胞中
B．白化病人由于基因異常而缺少酪氨酸酶，不能合成黑色素
C．黑色素的形成過程說明基因通過控制蛋白質(zhì)的結構直接控制生物性狀
D．圖中②過程不同的tRNA轉(zhuǎn)運的氨基酸不同
【答案】B
【分析】1、圖示為人體基因?qū)π誀羁刂七^程示意圖，其中①表示轉(zhuǎn)錄過程，主要在細胞核中進行，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA，作為翻譯的模板；②是翻譯過程，在細胞質(zhì)的核糖體上合成。
2、基因?qū)π誀畹目刂仆緩接校孩倩蛲ㄟ^控制酶的合成控制細胞代謝進而間接控制生物性狀，②基因通過控制蛋白質(zhì)的結構直接控制生物的性狀。
【詳解】A、人體所有的體細胞都是由同一個受精卵通過有絲分裂形成的，含有相同的基因，因此基因1和基因2同時存在于人體所有的體細胞中，A錯誤；
B、人的白化病是由于控制酪氨酸酶的基因異常而引起的，患者由于缺少酪氨酸酶不能將酪氨酸合成黑色素，而表現(xiàn)出白化癥狀，B正確；
C、黑色素的形成過程需要經(jīng)過①②③過程，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，C 錯誤；
D、一種tRNA只能轉(zhuǎn)運一種特定的氨基酸，但幾種tRNA可能轉(zhuǎn)運同一種氨基酸，D錯誤。
故選B。
二、非選擇題
9．2023年8月我國科研人員發(fā)現(xiàn)腸癌DNA甲基化調(diào)控的新機制，如圖所示，為腸癌的早期檢測和治療提供了新思路，據(jù)圖分析回答下列問題：
(1)DNA甲基化后，生物體基因的堿基序列 ，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳的變化。圖甲表明去甲基化酶能進入細胞，但無法進入細胞核發(fā)揮作用，抑癌基因上游序列高度甲基化，會導致 。
(2)有實驗表明，TET2能被蛋白酶水解，推斷它的化學本質(zhì)是 。由圖乙可知，激活的β-catenin蛋白能夠 TET2通過 從細胞質(zhì)進入細胞核，使抑癌基因上游序列 ，抑癌基因甲基化水平降低引起腫瘤消退。
(3)另有多項研究表明，維生素C能夠促進TET2的活性。請為腸癌治療提供新思路。 。
【答案】(1) 保持不變 腫瘤惡化
(2) 蛋白質(zhì) 促進 核孔 去甲基化
(3)β-catenin激活劑和維生素C聯(lián)用
【分析】1、人和動物細胞中的DNA上本來就存在與癌變相關的基因：原癌基因和抑癌基因。一般來說，原癌基因表達的蛋白質(zhì)是細胞正常的生長和增殖所必需的，這類基因一日突變或過量表達而導致相應蛋白質(zhì)活性過強，就可能引起細胞癌變。相反，抑癌基因表達的蛋白質(zhì)能抑制細胞的生長和增殖，或者促進細胞凋亡，這類基因一旦突變而導致相應蛋白質(zhì)活性減弱或失去活性，也可能引起細胞癌變。
2、癌細胞與正常細胞相比，具有以下特征：能夠無限增殖，形態(tài)結構發(fā)生顯著變化，細胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)減少，細胞之間的黏著性顯著降低，容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移，等等。
【詳解】（1）DNA甲基化后，生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳的變化，這就是表觀遺傳。從圖中可以看出，圖甲去甲基化酶能進入細胞，抑癌基因上游序列高度甲基化，會導致腫瘤惡化。
（2）TET2能被蛋白酶水解，推斷TET2的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，屬于生物大分子，生物大分子通過核孔進入細胞核，由圖乙可知，激活的β-catenin蛋白對TET2起促進作用，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腫瘤消退。
（3）題干信息可知：維生素C能夠促進TET2的活性，題圖可知β-catenin激活劑能夠促進TET2入核并催化抑癌基因去甲基化，從而使腫瘤消退，故β-catenin激活劑和維生素C聯(lián)用的抗腫瘤方案有望為腸癌治療提供新思路。
1．表觀遺傳調(diào)控在諸如阿爾茨海默癥等疾病中起重要作用。下列相關敘述錯誤的是（　　）
A．表觀遺傳是一種可遺傳但不可逆的生化過程
B．靶向調(diào)節(jié)相關基因的甲基化水平可治療阿爾茨海默癥
C．組蛋白的甲基化、乙酰化等修飾也是表觀遺傳調(diào)控的方式
D．表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的生長、發(fā)育和衰老等生命歷程中
【答案】A
【分析】表觀遺傳是指DNA序列不發(fā)生變化，但基因的表達卻發(fā)生了可遺傳的改變，即基因型未發(fā)生變化而表型卻發(fā)生了改變，如DNA的甲基化。
【詳解】A、DNA甲基化后可去甲基化，故表觀遺傳的改變是可逆的，A錯誤；
B、靶向調(diào)節(jié)相關基因的甲基化水平，調(diào)節(jié)神經(jīng)細胞凋亡，可用于治療阿爾茨海默病，B正確；
C、除了DNA甲基化，構成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙酰化等修飾也會影響基因的表達，屬于表觀遺傳調(diào)控的方式，C正確；
D、表觀遺傳現(xiàn)象在生物體的生長、發(fā)育和衰老的整個生命活動過程中普遍存在，表觀遺傳機制在特定的時間通過調(diào)控特定基因的表達而影響細胞分裂、分化以及代謝等生命活動，D正確。
故選A。
2．褐花杓蘭和西藏杓蘭的主要分布區(qū)域有一定交叉，且兩者能夠雜交并產(chǎn)生可育后代。典型的褐花杓蘭，花是深紫色的；典型的西藏杓蘭，花是紫紅色的。它們的花色存在從淺紅到深紫等一系列的過渡類型。下列說法錯誤的是（ ）
A．一系列花色過渡類型的出現(xiàn)會增加當?shù)罔继m物種的多樣性
B．雜交后代過渡花色的出現(xiàn)可能與表觀遺傳有關
C．褐花杓蘭和西藏杓蘭會與各自的傳粉者以及無機環(huán)境協(xié)同進化
D．光照、氣溫等環(huán)境因素可能會導致杓蘭種群基因頻率定向改變
【答案】A
【分析】現(xiàn)代進化理論的基本內(nèi)容是：①進化是以種群為基本單位，進化的實質(zhì)是種群的基因頻率的改變。②突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料。③自然選擇決定生物進化的方向。④隔離導致物種形成。
【詳解】A、褐花杓蘭和西藏杓蘭兩者能夠雜交并產(chǎn)生可育后代，說明沒有生殖隔離，不能增加物種多樣性，A錯誤；
B、后代出現(xiàn)多種表型，可能是表觀遺傳，B正確；
C、協(xié)同進化是指不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展，該地生物多樣性是褐花杓蘭與其他生物、與環(huán)境之間協(xié)同進化的結果，C正確；
D、生物的表型=基因型+環(huán)境，因此光照，氣溫、土壤等環(huán)境因素可能會影響花的顏色，故光照、氣溫等環(huán)境因素可能會導致褐花杓蘭種群基因頻率定向改變，D正確。
故選A。
3．下圖表示DNA半保留復制和甲基化修飾過程。研究發(fā)現(xiàn)，50歲同卵雙胞胎間基因組DNA甲基化的差異普遍比3歲同卵雙胞胎間的差異大。下列敘述正確的是（ ）
A．酶E的作用是催化DNA復制
B．人體細胞中轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細胞核，轉(zhuǎn)錄的起點是起始密碼子
C．環(huán)境可能是引起DNA甲基化差異的重要因素
D．DNA甲基化能通過抑制基因的轉(zhuǎn)錄，從而改變堿基序列和生物個體的表型
【答案】C
【分析】甲基化是指在DNA某些區(qū)域的堿基上結合一個甲基基團，故不會發(fā)生堿基對的缺失、增加或減少，甲基化不同于基因突變。DNA甲基化后會控制基因表達，可能會造成性狀改變，DNA甲基化后可以遺傳給后代。
【詳解】A、據(jù)圖可知，酶E的作用是催化DNA發(fā)生甲基化，而不是促進DNA的復制，因而不會改變堿基種類和排列順序，A錯誤；
B、真核細胞的轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細胞核內(nèi)，翻譯的起點是起始密碼子，B錯誤；
C、“研究發(fā)現(xiàn)，50歲同卵雙胞胎間基因組DNA甲基化的差異普遍比3歲同卵雙胞胎間的差異大”，說明環(huán)境可能是引起DNA甲基化差異的重要因素，C正確；
D、DNA甲基化是其中的堿基等發(fā)生甲基化的過程，并不會改變基因中堿基的序列，但會影響基因的表達進而影響生物個體的表型，D錯誤。
故選C。
4．2024年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予兩位科學家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了微RNA（miRNA）及其在轉(zhuǎn)錄后基因調(diào)控中的作用，下圖表示線蟲細胞中微RNA（lin-4）調(diào)控基因lin-14表達的相關作用機制。下列相關說法錯誤的是（　　）
A．lin-4基因轉(zhuǎn)錄后形成lin-4miRNA的過程中，經(jīng)過了單鏈→雙鏈→單鏈的變化
B．lin-4miRNA與靶mRNA結合，通過抑制轉(zhuǎn)錄過程進而使lin-14基因沉默
C．圖中B過程，多個核糖體結合在一條mRNA上，可以提高蛋白質(zhì)合成效率
D．由于miRNA的調(diào)控作用，導致線蟲表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象，屬于表觀遺傳
【答案】B
【分析】據(jù)圖分析，A表示轉(zhuǎn)錄，B表示翻譯，C是lin-4miRNA與靶mRNA結合，抑制翻譯過程。
【詳解】A、結合圖示可知，lin-4基因在細胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄后形成單鏈的miRNA分子前體，通過核孔進入細胞質(zhì)后在DI酶的作用下形成雙鏈miRNA分子，和Ago蛋白結合后經(jīng)過加工形成單鏈的lin-4miRNA，A正確；
B、lin-4miRNA與靶mRNA結合，通過抑制翻譯過程進而使lin-14基因沉默，B錯誤；
C、圖中B過程，多個核糖體結合在一條mRNA上，可合成多條相同的肽鏈，因此，可以提高蛋白質(zhì)合成效率，C正確；
D、miRNA可以調(diào)控基因的表達，從而影響生物的性狀，且這種性狀的改變不涉及遺傳物質(zhì)的變化，屬于表觀遺傳，D正確。
故選B。
5．N1-甲基腺苷（m1A）是在mRNA中3'非翻譯區(qū)（3'-UTR）的腺苷上添加甲基基團后形成的特殊結構，主要由m1A甲基轉(zhuǎn)移酶催化形成，以阻止某些基因的表達。下圖是m1A在甲藻細胞中參與mRNA修飾的具體過程。下列相關敘述錯誤的是（ ）
A．圖中所示的拼接前導序列的作用可能是保護mRNA不會被RNA酶從頭降解
B．在DNA模板鏈的5'端插入一段富含A的序列就能通過控制氮含量來調(diào)節(jié)基因的表達
C．在缺氮條件下，mRNA翻譯水平升高可能與RNA去甲基化酶的活性增強有關
D．在正常條件下，m1A甲基轉(zhuǎn)移酶與其他RNA甲基化酶可能存在協(xié)同作用
【答案】B
【分析】轉(zhuǎn)錄是在細胞核內(nèi)，以DNA一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則，合成RNA的過程。 翻譯是在核糖體中以mRNA為模板，按照堿基互補配對原則，以tRNA為轉(zhuǎn)運工具、以細胞質(zhì)里游離的氨基酸為原料合成蛋白質(zhì)的過程。
【詳解】A、圖中所示的拼接前導序列的作用可能是保護mRNA不會被RNA酶從頭降解，保證翻譯過程正常進行，A正確；
B、根據(jù)堿基互補配對原則可推測，在DNA模板鏈的5'端插入一段富含T的序列就能通過控制氮含量來調(diào)節(jié)基因的表達，B錯誤；
C、圖中顯示，在缺氮條件下的翻譯水平升高，據(jù)此可知，翻譯水平升高的原因可能與RNA去甲基化酶的活性增強有關，C正確；
D、題意顯示，在m1A甲基轉(zhuǎn)移酶催化下，會在mRNA的非翻譯區(qū)的腺苷上添加上甲基，而RNA甲基化酶也會使RNA上的相應堿基發(fā)生建計劃，因而推測，m1A甲基轉(zhuǎn)移酶與其他RNA甲基化酶可能存在協(xié)同作用，D正確。
故選B。
1．DNA 甲基化是表觀遺傳修飾的一種常見形式，能影響表型，也可能遺傳給子代。在蜂群中，雌蜂幼蟲一直取食蜂王漿而發(fā)育成蜂王，而以花粉和花蜜為食的幼蜂將發(fā)育成工蜂。研究發(fā)現(xiàn)，DNMT3蛋白是核基因DNMT3表達的一種 DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶，能使DNA 某些區(qū)域添加甲基基團。回答下列問題：
(1)蜜蜂細胞中 DNMT3基因發(fā)生圖1中的過程①在 進行， 過程②是 ，在 （填細胞器名稱）進行。
(2)由圖2可知發(fā)生甲基化后 （填“會”或“不會”）改變基因的堿基序列。由圖3可知當基因的啟動子區(qū)域甲基化后影響了 酶的識別，無法啟動 過程，最終抑制該基因的表達。
(3)已知注射 DNMT3siRNA（小干擾RNA）能使DNMT3基因表達沉默，蜂王的基因組甲基化程度低于工蜂的，請設計實驗驗證基因組的甲基化水平是決定雌蜂幼蟲發(fā)育成工蜂還是蜂王的關鍵因素。
①實驗思路：取多只生理狀況相同的雌蜂幼蟲，均分為A、B兩組；A組不作處理，B組 ，其他條件相同且適宜；用花粉和花蜜飼喂一段時間后，觀察并記錄幼蜂發(fā)育情況。
②預期實驗結果： A組 ，B組 。
【答案】(1) 細胞核 翻譯 核糖體
(2) 不會 RNA 聚合 轉(zhuǎn)錄
(3) 注射適量的 DNMT3siRNA 發(fā)育為工蜂 發(fā)育為蜂王
【分析】1、DNA甲基化是指DNA序列上特定的堿基在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶的催化作用下添加上甲基，雖然不改變DNA序列，但是導致相關基因轉(zhuǎn)錄沉默。
2、由題干可以理出一條邏輯線：DNMT3基因轉(zhuǎn)錄出某種mRNA后，翻譯出DNMT3蛋白，能使DNA使某些區(qū)域甲基化程度高，結果雌蜂幼蟲發(fā)育成工蜂。
【詳解】（1）過程①是轉(zhuǎn)錄過程，其中DNMT3基因是核基因，因此過程①發(fā)生在細胞核內(nèi)；過程②為翻譯過程，發(fā)生在核糖體中，需要的原料為21種氨基酸。
（2）分析圖2可知，基因甲基化不會改變基因的堿基序列，但會影響轉(zhuǎn)錄，從而影響基因的表達。圖3顯示基因的甲基化區(qū)域發(fā)生在啟動子，從而影響RNA聚合酶與啟動子的結合，抑制轉(zhuǎn)錄過程，直接影響了mRNA的形成。
（3）根據(jù)題干可知DNMT3siRNA能使DNMT3基因表達沉默，基因的甲基化程度降低，雌蜂幼蟲發(fā)育成蜂王。實驗的自變量為有無DNMT3siRNA，因變量是幼蜂的發(fā)育類別。
①據(jù)此取多只生理狀況相同的雌蜂幼蟲，均分為A、B兩組；A組不作處理，B組注射適量的DNMT3siRNA，其他條件相同且適宜；用花粉和花蜜飼喂一段時間后，觀察并記錄幼蜂發(fā)育情況。
②如果A組發(fā)育成工蜂，B組發(fā)育成蜂王，則能驗證基因組的甲基化水平是決定雌蜂幼蟲發(fā)育成工蜂還是蜂王的關鍵因素。
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