2024-2025學年新教材高中生物第2章遺傳的分子基礎(chǔ)第3節(jié)第2課時中心法則細胞分化及表觀遺傳課時作業(yè)含解析蘇教版必修2

PAGE7-第2課時中心法則、細胞分化及表觀遺傳(建議用時：40分鐘)題組一中心法則1．下列關(guān)于大腸桿菌細胞內(nèi)遺傳信息傳遞規(guī)律的敘述，錯誤的是()A．在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下，從RNA→DNAB．從DNA→DNA，保證了遺傳信息的穩(wěn)定性C．從DNA→蛋白質(zhì)，實現(xiàn)了基因?qū)π誀畹南拗艱．從DNA→tRNA，保證細胞內(nèi)氨基酸的轉(zhuǎn)運A[在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下，從RNA→DNA只發(fā)生在某些病毒侵染宿主細胞的過程中，大腸桿菌屬于原核生物，無此過程，A錯誤；從DNA→DNA，即DNA的復制，通過復制，DNA將遺傳信息從親代傳給子代，保證了遺傳信息的穩(wěn)定性、連續(xù)性，B正確；從DNA→蛋白質(zhì)，即基因的表達，基因限制生物體的性狀通過限制蛋白質(zhì)的合成來實現(xiàn)，C正確；從DNA→tRNA，即轉(zhuǎn)錄形成tRNA，tRNA具有轉(zhuǎn)運氨基酸的功能，D正確。]2．用鏈霉素和新霉素可使核糖體與單鏈DNA結(jié)合，這一單鏈DNA就可以代替mRNA翻譯成多肽，這說明()A．遺傳信息可由RNA流向DNAB．遺傳信息可由蛋白質(zhì)流向DNAC．遺傳信息可由DNA流向蛋白質(zhì)D．遺傳信息可由RNA流向蛋白質(zhì)C[核糖體與單鏈DNA結(jié)合，這一單鏈DNA就可以代替mRNA翻譯成多肽，這說明遺傳信息可由DNA流向蛋白質(zhì)。]3．下圖甲為基因表達過程，乙為中心法則圖解，①～⑤表示生理過程。下列敘述正確的是()甲乙A．圖甲肯定為染色體DNA上的基因表達過程，且須要多種酶參加B．圖甲中核糖體在mRNA上的移動方向為從左到右C．圖乙中涉及堿基A與U或U與A配對的過程是②③④⑤D．圖乙表示的是克里克在1957年提出的中心法則完整圖解C[圖甲可以表示原核細胞中DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，而原核細胞中無染色體，A項錯誤；圖甲中依據(jù)核糖體上肽鏈的長短，可以推斷核糖體在mRNA上的移動方向為從右到左，B項錯誤；②③④⑤過程分別為轉(zhuǎn)錄、翻譯、RNA復制和逆轉(zhuǎn)錄過程，涉及堿基A與U或U與A配對，C項正確；克里克在1957年提出的中心法則圖解只包括圖乙中的①②③過程，D項錯誤。]題組二基因與生物性狀的關(guān)系4．下列關(guān)于基因、蛋白質(zhì)、性狀之間關(guān)系的敘述，錯誤的是()A．生物體的一切性狀完全由基因限制，與環(huán)境因素無關(guān)B．基因可通過限制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)干脆限制生物體的性狀C．基因可通過限制酶的合成來限制代謝過程，進而限制生物體的性狀D．基因的遺傳信息可通過轉(zhuǎn)錄和翻譯傳遞到蛋白質(zhì)得以表達A[生物的性狀是由基因和環(huán)境共同確定的，A項錯誤；基因可以通過限制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)干脆限制生物體的性狀，如鐮狀細胞貧血，B項正確；基因可通過限制酶的合成來限制代謝過程，進而限制生物體的性狀，如白化病，C項正確；蛋白質(zhì)是生命活動的主要擔當者，基因的遺傳信息可通過轉(zhuǎn)錄和翻譯傳遞到蛋白質(zhì)得以表達，D項正確。]5．如圖所示為人體內(nèi)基因?qū)π誀畹南拗七^程，下列敘述正確的是()A．生物體中一個基因只能確定一種性狀B．基因1和基因2的遺傳肯定遵循基因的自由組合定律C．①②或⑥⑦都表示基因的表達過程，但發(fā)生在不同的細胞中D．⑦→⑥→⑤過程說明基因可通過限制酶的合成，干脆限制生物的性狀C[基因與性狀之間并不是簡潔的一一對應關(guān)系，A錯誤；據(jù)圖無法推斷基因1和基因2在染色體上的位置，因此無法推斷它們的遺傳是否遵循基因的自由組合定律，B錯誤；①②或⑥⑦都表示基因的表達過程，但發(fā)生在不同的細胞中，C正確；⑦→⑥→⑤過程說明基因可通過限制酶的合成，間接限制生物的性狀，D錯誤。]6．依據(jù)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。分析下列有關(guān)基因型和表型相互關(guān)系的說法，錯誤的是()A．由材料①②可知生物的性狀表現(xiàn)是由基因型確定的B．由材料①③可知生物的性狀表現(xiàn)是由基因型和環(huán)境共同確定的C．由材料②③可知環(huán)境影響基因型的表達D．由材料①②③可知生物的性狀表現(xiàn)是由基因型和環(huán)境共同作用的結(jié)果B[①和②、②和③試驗中，都只有一個變量，可以得出結(jié)論。而①和③溫度和基因型都不同，所以不能推斷性狀表現(xiàn)是由溫度還是基因型確定的，或是由它們共同確定的。]7．豌豆的圓粒和皺粒是由等位基因R、r限制的相對性狀，當R基因插入一段外來DNA片段時就成為r基因。豌豆種子圓粒性狀的產(chǎn)朝氣制如圖所示。據(jù)圖回答相關(guān)問題：(1)a過程被稱為________，須要用到的酶為________，與DNA復制相比，a過程特有的堿基互補配對方式是________。(2)b過程發(fā)生的場所是________，所須要的原料是________，它是通過________轉(zhuǎn)運到核糖體中。若淀粉分支酶含有350個氨基酸，則過程b最多會有____________種tRNA參加。(3)已知蔗糖甜度比淀粉高，所以簇新豌豆選擇________(填“圓?！被颉鞍櫫！?的口味更佳。圖示過程體現(xiàn)了基因通過_____________，進而限制生物性狀。[解析](1)a過程是由基因R形成單鏈RNA的過程，所以表示的是轉(zhuǎn)錄，用到的是RNA聚合酶。與DNA復制相比，此過程特有的堿基互補配對方式是A—U。 (2)b過程是由mRNA形成淀粉分支酶即蛋白質(zhì)的過程，即翻譯，發(fā)生在核糖體上，該過程所須要的原料是氨基酸，運載氨基酸的工具是tRNA。假如淀粉分支酶含有350個氨基酸，則過程b最多會有61種tRNA參加，因為tRNA最多有61種。 (3)由圖可知圓粒是因為淀粉吸水而漲大的，已知蔗糖甜度比淀粉高，所以簇新豌豆選擇皺粒的會更甜。圖示過程體現(xiàn)的是基因通過限制酶的合成來限制代謝過程，進而限制生物性狀。[答案](1)轉(zhuǎn)錄RNA聚合酶A—U(2)核糖體氨基酸t(yī)RNA61(3)皺粒限制酶的合成來限制代謝過程題組三細胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達8．人體神經(jīng)細胞與肝細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能不同，其根本緣由是這兩種細胞的()A．DNA中的堿基排列依次不同B．核糖體不同C．tRNA不同D．mRNA不同D[人體神經(jīng)細胞與肝細胞是通過細胞分化形成的，二者細胞中DNA的堿基排列依次相同，但二者的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能不同，其根本緣由是在細胞分化的過程中基因的選擇性表達。由于基因的選擇性表達，不同的基因在轉(zhuǎn)錄過程中形成了不同的mRNA，進而通過翻譯形成了不同的蛋白質(zhì)。細胞分化過程中遺傳物質(zhì)不變，核糖體是翻譯的場所，tRNA是翻譯過程中運載氨基酸的工具，它們都不是導致人體神經(jīng)細胞與肝細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能不同的根本緣由。綜上分析，A、B、C項均不符合題意，D項符合題意。]9．下列有關(guān)細胞分化的敘述，正確的是()A．同一生物個體不同的細胞中DNA、mRNA、蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量互不相同B．紅細胞的形成與基因表達有關(guān)而與細胞分化無關(guān)C．胡蘿卜葉肉細胞脫分化形成愈傷組織后不具有全能性D．細胞分化是基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結(jié)果D[同一個體的不同種類細胞中，基因進行選擇性表達，所以不同細胞中的mRNA和蛋白質(zhì)不同，但DNA相同，A項錯誤；紅細胞的形成與基因表達有關(guān)，與細胞分化也有關(guān)，B項錯誤；胡蘿卜葉肉細胞脫分化形成愈傷組織后仍具有全能性，C項錯誤；細胞分化是基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結(jié)果，D項正確。]題組四表觀遺傳及其作用機制10．下列對表觀遺傳的敘述，錯誤的是()A．柳穿魚Lcyc基因的部分堿基發(fā)生了甲基化修飾，抑制了基因的表達B．這種DNA甲基化修飾可以遺傳給后代，使后代出現(xiàn)不同的表型C．基因組成相同的同卵雙胞胎所具有的微小差異與表觀遺傳有關(guān)D．構(gòu)成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙?；刃揎椧矔绊懟虻谋磉_B[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。]11．表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體生命活動過程中，下列現(xiàn)象與表觀遺傳無關(guān)的是()A．基因組成相同的同卵雙胞胎存在微小差異B．一個蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵發(fā)育而來的，它們在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和行為等方面迥然不同C．兩株柳穿魚，除了花的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同，其他方面基本相同D．一對色覺正常的夫婦，生育的兩個男孩，一個色覺正常，一個患紅綠色盲D[A、B、C三項所敘述內(nèi)容都是生物體基因的堿基序列保持不變，基因表達和表型發(fā)生可遺傳變更的現(xiàn)象，與表觀遺傳有關(guān)；人類紅綠色盲屬于伴X染色體隱性遺傳病，一對色覺正常的夫婦，生育的兩個男孩，一個色覺正常，一個患紅綠色盲，說明女性為紅綠色盲攜帶者，D項錯誤。]12．表觀遺傳是指基因的堿基序列不變更，而基因表達和表型發(fā)生可遺傳變更的現(xiàn)象。DNA甲基化是表觀遺傳中最常見的現(xiàn)象之一。某些基因在啟動子上存在富含雙核苷酸的區(qū)域，稱為“CpG島”。其中的胞嘧啶在發(fā)生甲基化后轉(zhuǎn)變成5-甲基胞嘧啶，5-甲基胞嘧啶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?；卮鹣铝袉栴}：圖1圖2(1)圖2中過程①是DNA以________方式進行復制的，其產(chǎn)物都是________(填“全”或“半”)甲基化的，因此，過程②必需經(jīng)過________的催化才能獲得與親代分子相同的甲基化狀態(tài)。(2)探討發(fā)覺，啟動子中“CpG島”的甲基化會影響相關(guān)蛋白質(zhì)與啟動子的結(jié)合，從而抑制________。(3)小鼠的A基因編碼胰島素樣生長因子-2(IGF-2)，a基因無此功能(A、a位于常染色體上)。IGF-2是小鼠正常發(fā)育所必需的一種蛋白質(zhì)，缺乏時小鼠個體矮小。在小鼠胚胎中，來自父本的A基因及其等位基因能夠表達，來自母本的則不能表達。檢測發(fā)覺，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_____________________________。(4)5-氮雜胞嘧啶核苷(5-AZA)常用于臨床上治療DNA甲基化引起的疾病。推想5-AZA可能的作用機制之一是：5-AZA與“CpG島”中的________競爭甲基化酶，從而降低DNA的甲基化程度。[解析](1)DNA的復制方式為半保留復制；圖2中①過程的產(chǎn)物都是半甲基化的；由于從頭甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化，而維持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位點，使其全甲基化，因此過程②必需經(jīng)過維持甲基化酶的催化才能獲得與親代分子相同的全甲基化狀態(tài)。(2)啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點，能啟動轉(zhuǎn)錄過程。若啟動子中“CpG島”的甲基化影響相關(guān)蛋白質(zhì)與啟動子的結(jié)合，則會抑制轉(zhuǎn)錄(或基因的表達)。(3)若純合矮小雌鼠(aa)與純合正常雄鼠(AA)雜交，則F1的基因型均為Aa，且其中來自父親的A基因能夠表達，來自母親的a基因不能表達，因此F1的表型是(全部)正常。F1雌雄個體(♂Aa×♀Aa)間隨機交配，由于來自父本的A基因及其等位基因能夠表達，而來自母本的不能表達，則F2的表型及其比例應為正常∶矮?。?∶1。 (4)5-氮雜胞嘧啶核苷(5-AZA)常用于臨床上治療DNA甲基化引起的疾病，由于甲基化離不開甲基化酶，由此可推知5-AZA可能的作用機制之一是：5-AZA與“CpG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)半保留半維持甲基化酶(2)轉(zhuǎn)錄(或基因的表達)(3)(全部)正常正?！冒。?∶1(4)胞嘧啶13．牽牛花的顏色可隨液泡中酸堿度的不同而發(fā)生變更，如液泡中的花青素在堿性環(huán)境時顯藍色，中性環(huán)境時顯紫色，酸性環(huán)境時顯紅色，生理機制如下圖所示。下列說法中正確的是()A．可以通過用無水乙醇提取花青素，體外模擬不同pH環(huán)境驗證花色變更的機理B．圖中a、b過程是同時進行的，也能夠發(fā)生在原核細胞中C．牽牛花在早晨時開藍花，中午轉(zhuǎn)為紫色，下午則可能為紅色D．蛋白質(zhì)R是一種載體蛋白，說明基因通過限制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)干脆限制生物體的性狀D[據(jù)圖分析，a表示轉(zhuǎn)錄，b表示翻譯，生成的蛋白質(zhì)R為載體蛋白，可以幫助H＋進入液泡，進而使花青素顯現(xiàn)不同的顏色。花青素為水溶性色素，不行以用無水乙醇來提取，A項錯誤；在真核細胞中a、b過程不是同時進行的，B項錯誤；早晨，牽?；ń?jīng)驗了一個晚上，因為沒有光，所以不能進行光合作用，只進行呼吸作用，氧化分解有機物，產(chǎn)生大量的二氧化碳，那么早晨的牽?；ê趸驾^多，二氧化碳溶于水呈酸性，使牽?；ㄖ械幕ㄇ嗨仫@紅色，C項錯誤；蛋白質(zhì)R是一種載體蛋白，說明基因通過限制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)干脆限制生物體的性狀，D項正確。]14．下圖所示為來自同一人體的4種細胞，下列敘述正確的是()A．因為來自同一人體，所以各細胞中的DNA含量相同B．因為各細胞中攜帶的基因不同，所以形態(tài)、功能不同C．雖然各細胞大小不同，但細胞中含量最多的化合物相同D．雖然各細胞的生理功能不同，但細胞中mRNA的種類和數(shù)量相同C[圖示神經(jīng)細胞、白細胞、小腸上皮細胞中的細胞核遺傳物質(zhì)相同，而卵細胞的細胞核中的遺傳物質(zhì)只有其他細胞的一半，A項錯誤；神經(jīng)細胞、白細胞、小腸上皮細胞中攜帶的基因是相同的，它們的形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能不同是基因的選擇性表達的結(jié)果，B項錯誤；雖然各細胞的大小不同，但細胞中含量最多的化合物都是水，C項正確；由于基因的選擇性表達，圖示各個細胞中形成的mRNA的種類、數(shù)量是不同的，D項錯誤。]15．下圖表示真核細胞中遺傳信息的傳遞過程。請據(jù)圖回答下列問題：(1)科學家克里克提出的中心法則包括圖中字母____________所示的遺傳信息的傳遞過程。(2)D過程表示tRNA運輸氨基酸參加翻譯，已知甲硫氨酸和酪氨酸的密碼子分別是AUG、UAC，某tRNA上的反密碼子是AUG，則該tRNA所攜帶的氨基酸是______