第4章基因的表達(dá)第2節(jié)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系（一）基礎(chǔ)鞏固1.在甲基轉(zhuǎn)移酶的催化下,DNA的胞嘧啶被選擇性地添加甲基導(dǎo)致DNA甲基化,進(jìn)而使染色質(zhì)高度螺旋化,因此失去轉(zhuǎn)錄活性。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.DNA甲基化,會(huì)導(dǎo)致基因堿基序列的改變B.DNA甲基化,會(huì)導(dǎo)致mRNA合成受阻C.DNA甲基化,可能會(huì)影響生物體的性狀D.DNA甲基化,可能會(huì)影響細(xì)胞分化解析:DNA甲基化是指DNA的胞嘧啶被選擇性地添加甲基,這不會(huì)導(dǎo)致基因堿基序列的改變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;DNA甲基化,使染色質(zhì)高度螺旋化,因此失去轉(zhuǎn)錄活性,導(dǎo)致mRNA合成受阻,B項(xiàng)正確;DNA甲基化會(huì)導(dǎo)致mRNA合成受阻,進(jìn)而導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成受阻,這樣可能會(huì)影響生物體的性狀,C項(xiàng)正確;細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果,而DNA甲基化會(huì)導(dǎo)致mRNA合成受阻,即會(huì)影響基因表達(dá),因此DNA甲基化可能會(huì)影響細(xì)胞分化,D項(xiàng)正確。答案:A2.(2024·廣東廣州期末)鐮狀細(xì)胞貧血是人類常染色體上的隱性遺傳病,受一對(duì)等位基因控制。下圖為鐮狀細(xì)胞貧血的發(fā)病機(jī)理,下列敘述正確的是 ()鐮狀細(xì)胞貧血基因RNA血紅蛋白鐮狀紅細(xì)胞A.鐮狀細(xì)胞貧血基因只存在于造血干細(xì)胞中B.參與過程①和過程②的RNA種類相同C.含有正?；虻娜艘部赡艽嬖谏鲜鲞^程D.鐮狀細(xì)胞貧血由基因決定,與環(huán)境無關(guān)解析:鐮狀細(xì)胞貧血基因在人體的體細(xì)胞中均存在,只是在紅細(xì)胞中表達(dá),A項(xiàng)錯(cuò)誤;過程①是轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是RNA(包括mRNA、rRNA、tRNA),過程②是翻譯,翻譯時(shí)以mRNA為模板、tRNA為運(yùn)載氨基酸的工具、在核糖體合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì),核糖體的組成成分中有rRNA,即參與翻譯的RNA有mRNA、rRNA、tRNA,B項(xiàng)錯(cuò)誤;鐮狀細(xì)胞貧血是人類常染色體上的隱性遺傳病,受一對(duì)等位基因控制,含有正?；虻娜丝赡転殡s合子,該雜合子同時(shí)也含有鐮狀細(xì)胞貧血基因,因此含有正?；虻娜艘部赡艽嬖谏鲜鲞^程,C項(xiàng)正確;鐮狀細(xì)胞貧血是由基因決定的,同時(shí)也受環(huán)境影響,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:C3.甲狀腺的濾泡細(xì)胞分泌甲狀腺素,C細(xì)胞分泌三十二肽的降鈣素,下列表述正確的是()A.濾泡細(xì)胞和C細(xì)胞內(nèi)RNA種類不同B.濾泡細(xì)胞和C細(xì)胞內(nèi)含有不同的基因C.控制降鈣素合成的基因長度至少為192對(duì)堿基D.在降鈣素溶液中加入適量的雙縮脲試劑,溶液呈橘紅色解析:濾泡細(xì)胞和C細(xì)胞選擇表達(dá)的基因不同,因此細(xì)胞中RNA和蛋白質(zhì)種類有所差別,A項(xiàng)正確;濾泡細(xì)胞和C細(xì)胞是由同一個(gè)受精卵通過有絲分裂而來的,細(xì)胞中含有相同的基因,B項(xiàng)錯(cuò)誤;控制降鈣素合成的基因長度至少為32×3=96對(duì)堿基,C項(xiàng)錯(cuò)誤;用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)時(shí),應(yīng)該先加A液,混勻后再加B液,并且反應(yīng)呈紫色,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:A4.玉米的基因A可控制葉綠素的合成,若無基因A或者無光照,則玉米均無法合成葉綠素。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.基因型為AA的個(gè)體均能合成葉綠素B.基因型為Aa的個(gè)體在光下能合成葉綠素C.葉綠素合成是基因A和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果D.在缺鎂的土壤中,基因A控制合成的葉綠素的量會(huì)受影響解析:基因型為AA的個(gè)體若在無光照的情況下也不能合成葉綠素,A項(xiàng)錯(cuò)誤;基因型為Aa的個(gè)體在光下能合成葉綠素,B項(xiàng)正確;根據(jù)題干信息“若無基因A或者無光照,則玉米均無法合成葉綠素”可知,合成葉綠素是基因A和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果,C項(xiàng)正確;鎂是合成葉綠素的重要元素,因此在缺鎂的土壤中,基因A控制合成的葉綠素的量會(huì)受影響,D項(xiàng)正確。答案:A5.(2023·廣東一模)玉米是我國實(shí)施的“七大農(nóng)作物育種”研發(fā)對(duì)象之一。已知玉米棒上的每個(gè)籽粒為獨(dú)立種子,籽粒中的果糖和葡萄糖含量越高則越甜,支鏈淀粉含量越高則越具糯性。下圖表示玉米籽粒中淀粉的合成途徑,等位基因Sh2/sh2位于3號(hào)染色體,等位基因Wx1/wx1位于9號(hào)染色體,Sh2酶和Wx1酶均由顯性基因控制。某農(nóng)科所用純種的非甜糯性玉米和超甜非糯玉米雜交培育超甜糯性玉米?；卮鹣铝袉栴}(不考慮染色體變異、基因突變和交叉互換):(1)F1的基因型是。F1自交,得到的玉米棒(即F2)籽粒的甜度糯性一般,原因是玉米棒中非甜非糯籽粒的比例約占。以F1玉米棒的籽粒為種子,通過多年的連續(xù)種植、自交、選育,可得到種基因型的種子。

(2)品嘗發(fā)現(xiàn)超甜糯性玉米的糯性比預(yù)期低,據(jù)圖分析其原因是

。

若要得到籽粒甜糯比例約為1∶1的玉米棒,則用于雜交的親本組合的基因型是。

(3)當(dāng)Sh2基因缺失時(shí),玉米籽粒淀粉含量大量減少未能有效保留水分,導(dǎo)致籽粒成熟后凹陷干癟,這表明基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系是

。

解析:(1)根據(jù)題干信息可知,Sh2酶和Wxl酶均由顯性基因控制,故純種的非甜糯性玉米和超甜非糯玉米雜交培育F1的基因型是Sh2sh2Wxlwxl。F1自交,得到的玉米棒粒(即F2)的甜度糯性一般,等位基因Sh2/sh2位于3號(hào)染色體,等位基因Wxl/wxl位于9號(hào)染色體,遵循自由組合定律,F2為Sh2_Wxl_(非甜非糯)∶Sh2_wxlwxl(非甜糯性)∶sh2sh2Wxl_(超甜非糯)∶sh2sh2wxlwxl(超甜糯性)=9∶3∶3∶1,所以非甜非糯籽粒所占比例為916,以F1(兩對(duì)基因均雜合)籽粒為種子,多年連續(xù)種植、自交、選育,可得到3×3=9種基因型種子。(2)超甜糯性玉米糯性比預(yù)期低,原因是缺失Sh2基因,不能合成Sh2酶,無法合成ADP-Glc,支鏈淀粉合成缺少底物,支鏈淀粉含量低。若要得到籽粒甜糯比例約為1∶1的玉米棒,則親本應(yīng)為Sh2sh2wxlwxl×sh2sh2wxlwxl。(3)“當(dāng)Sh2基因缺失時(shí),玉米籽粒淀粉含量大量減少未能有效保留水分,導(dǎo)致籽粒成熟后凹陷干癟”,這表明基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系是基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,答案:(1)Sh2sh2Wxlwxl9169(2)缺失Sh2基因不能合成Sh2酶,無法合成ADP-Glc,支鏈淀粉合成缺少底物,支鏈淀粉含量低Sh2sh2wxlwxl×sh2sh2wxlwxl(3)基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,(二)拓展提高6.(2023·廣東新高考學(xué)科綜合素養(yǎng)評(píng)價(jià)高三期末考)2021年11月,某課題組利用未成熟卵母細(xì)胞原位顯微注射技術(shù),在斑馬魚里建立了DNA甲基轉(zhuǎn)移酶的母源敲低(敲除)模型,證明了全基因組范圍內(nèi)大幅度降低斑馬魚早期胚胎的DNA甲基化水平會(huì)導(dǎo)致早期胚胎死亡。下列說法正確的是()A.卵母細(xì)胞中DNA甲基化會(huì)改變DNA的堿基序列B.DNA甲基轉(zhuǎn)移酶能夠?yàn)镈NA甲基化過程提供能量C.提高卵母細(xì)胞中DNA甲基化水平有利于精子與卵細(xì)胞的結(jié)合D.該研究表明適當(dāng)提高DNA甲基化水平有利于斑馬魚早期胚胎正常發(fā)育解析:卵母細(xì)胞中DNA甲基化不會(huì)改變DNA的堿基序列,但會(huì)影響基因表達(dá),A項(xiàng)錯(cuò)誤;酶在化學(xué)反應(yīng)中起催化作用,原理是能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,不能為反應(yīng)提供能量,B項(xiàng)錯(cuò)誤;該課題組的研究內(nèi)容中并沒有提及卵母細(xì)胞DNA甲基化水平與精卵結(jié)合的關(guān)系,所以不能得出該結(jié)論,C項(xiàng)錯(cuò)誤;“適當(dāng)提高DNA甲基化水平有利于斑馬魚早期胚胎正常發(fā)育”的描述,與題干中“全基因組范圍內(nèi)大幅度降低斑馬魚早期胚胎的DNA甲基化水平會(huì)導(dǎo)致早期胚胎死亡”的信息相一致,D項(xiàng)正確。答案:D7.(2023·廣東高三四校聯(lián)考)某種實(shí)驗(yàn)小鼠的體色受常染色體上的一對(duì)基因控制,且黃色(B)對(duì)黑色(b)為顯性。將純種黃色體毛的小鼠與純種黑色體毛的小鼠雜交,F1小鼠表現(xiàn)出不同的毛色:介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型。研究表明,B基因的某段序列具有多個(gè)可發(fā)生甲基化修飾的位點(diǎn),其甲基化程度越高,B基因的表達(dá)水平越低。下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A.F1小鼠的基因型都是BbB.此實(shí)驗(yàn)表明:基因型與表型之間的關(guān)系,并不是簡單的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系C.甲基化修飾改變了B基因的堿基對(duì)排列順序,從而導(dǎo)致性狀改變D.發(fā)生甲基化修飾的位點(diǎn)越多,B基因的表達(dá)受到的抑制越明顯,體毛的顏色越深解析:甲基化不影響基因堿基對(duì)的排列順序,但影響該基因的表達(dá),所以會(huì)使小鼠的毛色出現(xiàn)差異。答案:C8.果蠅是做遺傳實(shí)驗(yàn)很好的材料,當(dāng)培養(yǎng)溫度為25℃時(shí),經(jīng)過12天就可以完成一個(gè)世代,每只雌果蠅能產(chǎn)生幾百個(gè)后代。某一興趣小組,在暑期飼養(yǎng)了一批純合長翅紅眼果蠅幼蟲,準(zhǔn)備做遺傳實(shí)驗(yàn),因當(dāng)時(shí)天氣炎熱,氣溫高達(dá)35℃以上,他們將果蠅幼蟲放在有空調(diào)的實(shí)驗(yàn)室中,調(diào)節(jié)室溫至25℃培養(yǎng)。不料培養(yǎng)到第七天停電,空調(diào)停用一天,也未采取其他降溫措施。結(jié)果培養(yǎng)出的成蟲中出現(xiàn)了一定數(shù)量的殘翅果蠅(有雌有雄)。(1)由以上事實(shí)可以得出,生物的性狀不僅由控制,同時(shí)還受

的影響。(2)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)中殘翅變異的形成有兩種觀點(diǎn):①殘翅是單純溫度變化影響的結(jié)果,其遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變。②殘翅的形成是溫度變化引起遺傳物質(zhì)改變?cè)斐傻?。?qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究關(guān)于殘翅形成的原因,簡要寫出你的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,并對(duì)可能出現(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路:

。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析:

。

解析:(1)本該發(fā)育為長翅果蠅的幼蟲因放在環(huán)境溫度為35℃下而發(fā)育為殘翅,該事實(shí)說明生物的性狀不僅由基因控制,同時(shí)還受環(huán)境的影響。(2)由分析可知,殘翅性狀的出現(xiàn)在遺傳學(xué)上稱為變異;產(chǎn)生變異的可能的原因有2種:①殘翅是由單純溫度變化影響的結(jié)果,遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變;②殘翅的形成是由遺傳物質(zhì)改變引起的。為了研究變異殘翅是由哪種原因引起的,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路為將這些殘翅果蠅自由交配