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文档简介
第四章基因的表达明明考点一、基因指导蛋白质的合成(一)基因通常是有遗传效应的DNA片段(二)基因的转录2.转录(1)场所:主要是细胞核,在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。(2)模版:DNA的一条链;(3)原料:4种核糖核苷酸;(4)酶:RNA聚合酶;3.过程(三)翻译1.场所或装配机器:核糖体;2.模版:mRNA;3.原料:氨基酸;4.搬运工具:tRNA。(四)易混淆的遗传信息、密码子与反密码子1.遗传信息、密码子与反密码子项目遗传信息密码子反密码子位置DNA上mRNA上tRNA一端实质DNA分子中脱氧核
苷酸的排列顺序mRNA上可决定1个氨基酸的3个相邻碱基tRNA上与密码子互补配对的3个碱基作用控制生物的性状直接决定蛋白质中
的氨基酸序列识别密码子种类多样性64种61种图解 (2)密码子特性①简并性:一种氨基酸可以被多种密码子编码;②通用性:所有的生物共用一套遗传密码。(3)数量关系①每种氨基酸对应1种或多种密码子(即密码子具有简并性),可由一种或几种tRNA转运。②正常情况下,除终止密码子外,一种密码子只能决定1种氨基酸。③密码子有64种。(五)真核生物和原核生物基因表达过程比较【易错易混】(1)转录的产物不只是mRNA,还有tRNA、rRNA,但只有mRNA蕴含着遗传信息,这3种RNA都参与翻译过程,只是作用不同。(2)转录时,RNA子链的延伸方向是5'一端→3'一端,与RNA聚合酶的移动方向一致。(3)翻译过程中mRNA并不移动,而是核糖体沿着mRNA移动,进而读取下一个密码子。(4)解答蛋白质合成的相关计算问题时,应看清是DNA上的碱基对数还是个数,是mRNA上密码子的个数还是碱基个数,是合成蛋白质所需氨基酸的个数还是种类数。(5)在原核生物中,GUG也可以作起始密码子,此时它编码甲硫氨酸。(六)中心法则1.不同类型生物遗传信息的传递(1)以DNA为遗传物质的生物(2)具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)(3)具有逆转录功能的RNA病毒(如HIV)(4)高度分化的细胞2.中心法则与基因表达的关系二、基因表达与性状的关系(一)基因对性状的控制方式1.直接途径:基因通过控制酶的合成影响代谢进而控制生物的性状;2.间接途径:基因通过控制蛋白质的结构而直接控制生物的性状。(二)基因的选择性表达与细胞分化1.表达基因类型:①所有细胞中都表达的基因,如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因;②特异性表
达的基因,如胰岛素基因、卵清蛋白基因。2.细胞分化的本质:基因的选择性表达。3.细胞分化的“不变”与“变”(1)不变:DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目。(2)变:mRNA、蛋白质的种类、细胞的形态、结构和功能。4.细胞中表达的基因分类:(1)管家基因:在所有细胞中都表达的基因,指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必须的。如:ATP合成酶基因、核糖体蛋白基因等。(2)奢侈基因:只在某类细胞中特异性表达的基因,这类基因表达会使细胞在形态、结构和功能上产生稳定的差异。如:胰岛素基因、血红蛋白基因等。(三)表观遗传1.概念:生物体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。2.形成主要原因:(1)DNA甲基化修饰,主要抑制转录(2)染色体组蛋白甲基化、乙酰化等修饰。(3)非编码RNA,主要抑制翻译3.特点:(1)可遗传:基因表达和表型可以遗传给后代。(2)不变性:基因的碱基序列保持不变。(3)可逆性:DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化,即被修饰的DNA可能发生去甲基化。4.【易错提醒】(1)表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。(2)表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。(3)表观遗传一般是影响到基因的转录过程,进而影响蛋白质的合成。5.基因与性状间的对应关系(1)基因控制生物体的性状:①一个基因控制一个性状;②一个基因影响多个性状;③多个基因控制一个性状。(2)生物体的性状还受环境的影响。(3)基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,这种相互作用形成了一个错综复杂的网络,精细地调控着生物体的性状。测题型测题型一、选择题1.某药物是一种鸟嘌呤类似物,可抑制DNA聚合酶的活性。关于该药物的说法错误的是()A.可在细胞核中发挥作用B.不宜与嘧啶类药物合用C.可抑制DNA病毒的繁殖D.可作为翻译过程的原料【答案】D【分析】1、DNA复制是一个边解旋边复制的过程,需要模板、原料、能量和DNA聚合酶,解旋酶等基本条件。2、游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,这一过程叫作翻译。【详解】A、DNA聚合酶催化DNA复制过程,细胞核中发生DNA复制过程。依题意,该药物可抑制DNA聚合酶的活性,则推测该药物可在细胞核中发挥作用,A正确;B、该药物是一种鸟嘌呤类似物,若与嘧啶类药物合用,则可能会因为两种药物碱基互补配对而失效,B正确;C、该药物可抑制DNA聚合酶的活性,可抑制DNA病毒的繁殖,C正确;D、翻译的原料是氨基酸,该药物是一种鸟嘌呤类似物,不可作为翻译过程的原料,D错误。故选D。2.科研人员发现了一种长链非编码RNA(lncRNA)。在真核细胞中,lncRNA能与DNA通过碱基互补形成稳定的三螺旋复合物,调控靶基因的表达。下列叙述不正确的是(
)A.lncRNA的合成需要RNA聚合酶的催化B.三螺旋复合物中最多含5种碱基,8种核苷酸C.三螺旋复合物中嘌呤和嘧啶的数量一定相等D.lncRNA可通过影响转录过程调控基因表达【答案】C【分析】在双链结构中,由于碱基遵循互补配对原则,双链中的嘌呤和嘧啶的数量相等。【详解】A、lncRNA的化学本质是RNA,是由DNA转录而来的,其合成需要RNA聚合酶的催化,A正确;B、三螺旋复合物中既有DNA又有RNA,DNA有4种核苷酸,RNA也有4种核苷酸,DNA和RNA碱基共5种(A、U、G、C、T),B正确;C、由于稳定的三螺旋复合物存在三条链,因此该复合物中嘌呤和嘧啶的数量不一定相等,C错误;D、结合题干“lncRNA能和DNA通过碱基互补形成稳定的三螺旋复合物”,可推测该结构较为稳定,难以解旋暴露模板链从而影响基因的转录过程调控基因的表达,D正确。故选C。3.图是基因转录过程中RNA聚合酶发挥作用时的局部放大图。下列说法正确的是()A.RNA聚合酶作用前需解旋酶将DNA双链打开B.据图判断转录方向是沿着DNA模板链的3'→5'C.转录时以DNA为模板并以脱氧核苷酸为原料D.图示的转录过程只能发生在真核生物的细胞核中【答案】B【分析】RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录,转录是以基因为单位。【详解】A、RNA聚合酶既可以断裂氢键使DNA双链打开,又可以连接磷酸二酯键合成RNA,A错误;B、由图可知RNA的5′端已合成完毕,从DNA上脱落下来,3′端还在继续合成,说明RNA的合成方向是5′→3′,则沿DNA模板链的方向是3′→5′,B正确;C、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,原料是4种核糖核苷酸,C错误;D、在真核细胞中,转录可以发生在细胞核、线粒体和叶绿体中,D错误。故选B。4.DNA探针是利用放射性同位素等标记的特定DNA片段。用某人的胰岛素基因制成DNA探针,下列各项中,不能与之形成杂交分子的是(
)A.此人胰岛A细胞中的DNA B.此人胰岛B细胞中的mRNAC.此人肝细胞中的DNA D.此人胰岛A细胞中的mRNA【答案】D【分析】DNA探针是具有放射性标记的单链DNA分子,可以和相应的DNA片段杂交,也可以和相应的RNA片段杂交。【详解】AC、体细胞都是受精卵有丝分裂产生的,具有全部的遗传信息,胰岛A细胞和肝脏细胞中含有胰岛素基因,可以和胰岛素基因制成的探针形成杂交分子,AC正确;B、胰岛B细胞中,胰岛素基因转录出mRNA,可以与胰岛素基因制成的探针形成杂交分子,B正确;D、由于基因的选择性表达,胰岛A细胞中胰岛素基因不表达,不含有胰岛素基因的mRNA,不能与胰岛素基因制成的探针形成杂交分子,D错误。故选D。5.下图为细菌细胞内某基因表达的电子显微照片,箭头指向的是RNA聚合酶,a是DNA分子,b是与核糖体结合的RNA分子,下列相关叙述不正确的是()A.图中基因只有一条链作为转录的模板B.该基因转录尚未结束,翻译即已开始C.b结合的多个核糖体共同合成一条肽链D.b结合的核糖体移动的方向是自下向上【答案】C【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶(RNAP)进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。【详解】A、图中基因只有一条链作为转录的模板,为模板链,A正确;B、结合图示可知,该基因边转录边翻译,B正确;C、b结合的多个核糖体独立完成多肽链的合成,C错误;D、b上翻译的起点在下方,b结合的核糖体移动的方向是自下向上,D正确。故选C。6.科学家建立了蛋白质体外合成体系,由细胞提取液及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸构成。在四支试管中加入上述合成体系,再分别加入苯丙氨酸、丝氨酸、酪氨酸和半胱氨酸,结果只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多肽链。下列叙述不正确的是(
)A.加入的细胞提取液应除去细胞原有的DNA和mRNAB.加入的细胞提取液含有核糖体、tRNA和相关的酶C.合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板D.反密码子为UUU的tRNA可携带苯丙氨酸【答案】D【分析】1.转录过程以四种核糖核苷酸为原料,以DNA分子的一条链为模板,在RNA聚合醇的作用下消耗能量,合成RNA。2.翻译过程以氨基酸为原料,以转录过程产生的mRNA为模板,在酶的作用下,消耗能量产生多肤链。多肤链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。【详解】A、加入的细胞提取液应除去细胞原有的DNA和mRNA,防止对实验结果的影响,A正确;B、翻译需要核糖体的参与,加入的细胞提取液应含有核糖体、tRNA和相关的酶,才可以合成多肽,B正确;C、翻译过程以氨基酸为原料,以转录过程产生的mRNA为模板,所以在人工合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板,C正确;D、该实验不能证明苯丙氨酸的反密码子是UUU,题目中并未描述关于密码子与反密码子的信息,且由于投入的模板链为多聚尿嘧啶核苷酸,因此可推测反密码子为AAA的tRNA可携带苯丙氨酸,D错误。故选D。7.埃博拉病毒能引起人类急性出血性传染病,死亡率高达90%。它是一种包膜病毒,核酸为单链负链RNA(其上信息与mRNA互补)。该病毒还可指导合成与其包膜上GP蛋白类似的sGP蛋白,过程如右图。下列叙述错误的是(
)A.在①~④中有2个过程存在碱基互补配对B.该病毒结构中含有以RNA为模板合成RNA的酶C.sGP可作为诱饵抗原,与埃博拉病毒的抗体结合D.GP合成过程中所需要的tRNA均来自于宿主细胞【答案】A【分析】病毒没有细胞结构,不能独立进行生命活动,必须借助于活细胞才能代谢和繁殖。病毒进入细胞后,利用自己的核酸作为模板,利用宿主细胞的原料、酶、场所、能量合成自己所需的核酸和蛋白质。埃博拉病毒是一种十分罕见的病毒,是RNA病毒遗传物质是RNA,由RNA和蛋白质组成。图示为RNA自我复制过程及蛋白质合成过程。【详解】A、在①~④中,①为病毒进入细胞过程,不存在碱基互补配对;②为(-)RNA合成(+)RNA的过程,存在碱基互补配对;③为类似翻译过程,也存在碱基互补配对;④为(+)RNA合成(-)RNA的过程,存在(-)RNA合成(+)RNA的过程,所以,共有3个过程存在碱基互补配对,A错误;B、②为(-)RNA合成(+)RNA的过程,④为(+)RNA合成(-)RNA的过程,都需要酶,即都存在以RNA为模板合成RNA的酶,B正确;C、sGP蛋白是该病毒包膜上GP蛋白类似的蛋白,可以被埃博拉病毒的抗体结合,进而帮助该病毒逃逸免疫系统,C正确;D、病毒没有细胞结构,利用宿主细胞的原料、酶、场所、能量合成自己所需的核酸和蛋白质,包括tRNA,D正确。故选A。8.生物体中编码tRNA的DNA上某些碱基改变后,可以产生“校正tRNA”,在合成多肽链的过程中发挥作用。某种突变产生了一种携带甘氨酸但是能识别精氨酸密码子的“校正tRNA”。下列叙述错误的是(
)A.此种突变改变了编码多肽链的基因的碱基序列B.新合成的多肽链中,原来精氨酸的位置可被替换为甘氨酸C.组成多肽链的氨基酸序列由mRNA上的密码子直接决定D.“校正tRNA”的存在可以弥补某些突变引发的遗传缺陷【答案】A【分析】翻译是指以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。翻译的场所:细胞质的核糖体上。翻译的本质:把DNA上的遗传信息通过mRNA转化成为蛋白质分子上氨基酸的特定排列顺序。【详解】A、根据题目信息可知,此种突变发生在编码tRNA的DNA序列上,且产生了校正tRNA分子,并没有改变编码蛋白质氨基酸序列中的遗传密码序列,A错误;B、某种突变产生了一种携带甘氨酸但是识别精氨酸遗传密码的tRNA(突变前的该tRNA携带精氨酸),说明tRNA分子上的反密码子并不决定其携带的氨基酸种类,该tRNA的存在可能使新合成的多肽链中,原来精氨酸的位置被替换为甘氨酸,B正确;C、翻译是指以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。故组成多肽链的氨基酸序列由mRNA上的密码子直接决定,C正确;D、校正tRNA分子的作用是校正发生错误的翻译的过程,故某些突变引发密码子改变,但由于校正tRNA分子的存在使得该位置的氨基酸未发生改变,可以弥补某些突变引发的遗传缺陷,D正确。故选A。9.R-loop是真核细胞中的一种特殊结构,它是由一条mRNA和DNA模板链稳定结合形成的DNA-RNA双链,使另外一条DNA链单独存在。下列叙述错误的是()A.R-loop可能形成于转录过程中B.R-loop有利于DNA结构保持稳定C.R-loop与DNA碱基配对情况不完全相同D.R-loop易导致某些蛋白质含量下降【答案】B【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。【详解】AB、R-loop是由一条mRNA和DNA模板链稳定结合形成的DNA-RNA双链,使另外一条DNA链单独存在,说明该结构可能形成于转录过程中,R-loop不利于DNA结构保持稳定,A正确,B错误;C、R-loop结构中碱基配对情况为A-U、T-A、C-G,而DNA中碱基配对情况为A-T、C-G,因此R-loop结构中与DNA碱基配对情况不完全相同,C正确;D、R-loop的形成会导致mRNA含量下降,不利于翻译过程的进行,因此R-loop结构易导致某些蛋白质含量下降,D正确。故选B。10.下图表示真核细胞中遗传信息的表达过程,其中①~④表示细胞结构或物质,I、Ⅱ表示过程。下列有关叙述不正确的是(
)A.进行I过程的原料是核糖核苷酸B.一种③可以识别并携带多种氨基酸C.④上的一种氨基酸可以对应②上不同的密码子D.①上的遗传信息经I、Ⅱ过程转变为④的氨基酸序列【答案】B【分析】分析图可知,①表示DNA,②表示mRNA,③表示tRNA,④表示多肽链;I表示转录过程,II表示翻译,据此答题即可。【详解】A、分析图可知,I表示转录过程,转录的原料是4种核糖核苷酸,A正确;B、分析图可知,③表示tRNA,一种氨基酸可由一种或几种tRNA搬运,但一种tRNA只能搬运一种氨基酸,B错误;C、分析图可知,②表示mRNA,④表示多肽链,一种密码子只决定一种氨基酸,一种氨基酸可由一种或几种密码子决定,C正确;D、分析图可知,①表示DNA,I表示转录过程,II表示翻译,DNA上的遗传信息经转录和翻译过程转变为多肽链中的氨基酸序列,D正确。故选B。11.图所示电子显微镜照片展示了真核细胞中的某种生命活动过程。下列有关分析正确的是(
)A.图示过程为mRNA的合成过程B.各核糖体最终合成的产物不同C.这种机制提高了翻译的效率D.可发生在细胞核和线粒体中【答案】C【分析】据图分析,1个信使RNA与多个核糖体组合在一起,使得少量的信使RNA在短时间内合成大量的蛋白质。【详解】A、图示过程为蛋白质合成的翻译过程,A错误;B、由于信使RNA相同,则各核糖体最终合成产物相同,B错误;C、据图分析,1个信使RNA与多个核糖体组合在一起,提高了翻译的效率,C正确;D、线粒体中含有核糖体,图示翻译过程发生在线粒体中,细胞核中不能发生翻译,D错误。故选C。12.起始密码子在翻译过程中必不可少,起始密码子AUG、GUG分别编码甲硫氨酸和缬氨酸,但人体血清白蛋白的第一个氨基酸既不是甲硫氨酸,也不是纈氨酸,最有可能的原因是(
)A.组成人体血清白蛋白的单体中没有甲硫氨酸和缬氨酸B.肽链形成后的加工过程中去除了最前端的部分氨基酸C.mRNA起始密码所在位置的碱基在翻译前发生了替换D.mRNA与核糖体结合前去除了最前端的部分碱基序列【答案】B【分析】AUG、GUG是起始密码子,在mRNA翻译成肽链时分别编码甲硫氨酸和缬氨酸,但人体血清白蛋白的第一个氨基酸既不是甲硫氨酸,也不是缬氨酸,这是因为肽链形成后的加工过程中最前端的部分氨基酸被剪除。【详解】A、人体血清白蛋白的第一个氨基酸既不是甲硫氨酸,也不是缬氨酸,但不意味着血清白蛋白其它位置没有该氨基酸,且缬氨酸的密码子不止GUG一种,若为其它密玛子,则缬氨酸可能出现在人体血清白蛋白中,A错误;B、起始密码子对应的氨基酸是甲硫氨酸或缬氨酸,但蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸或缬氨酸,原因是翻译生成的多肽链可能进行加工修饰,甲硫氨酸或缬氨酸已经被剪切掉,B正确;C、mRNA起始密码所在位置的碱基在翻译前如果发生替换,则将替换成不同的密码子。而其它密码子不具有启动翻译的作用,这将导致蛋白质合成不能正常进行,C错误;D、根据起始密码子在翻译过程中是必不可少的,说明mRNA与核糖体结合前应存在起始密码子,即mRNA与核糖体结合前没有去除最前端的部分碱基序列,D错误。故选B。13.在一个蜂群中,少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王,而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团(如下图所示)。敲除DNMT3基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,这与取食蜂王浆有相同的效果。下列有关叙述错误的是(
)A.胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对B.蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内重要基因是否甲基化有关C.DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合D.被甲基化的DNA片段中遗传信息发生改变,从而使生物的性状发生改变【答案】D【分析】少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王,而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。这说明蜂王和工蜂的差别并不是由遗传物质不同造成的,而是由食物的差异造成的,是环境对表型的影响。敲除DNMT3基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,这与取食蜂王浆有相同的效果。说明这个基因的表达产物与环境因素类似,也能改变蜜蜂的表型。对于这些不是由遗传物质改变引起的生物表型的改变的研究,称为表观遗传学。【详解】A、从图中可知,胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对,A正确;B、DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶,敲除DNMT3基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,这说明蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内重要基因是否甲基化有关,B正确;C、DNA甲基化后能使DNA某些区域添加甲基基团,可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合,C正确;D、被甲基化的DNA片段中碱基序列不变,遗传信息未发生改变,D错误。故选D。14.柳穿鱼的花有两侧对称和辐射对称两种类型。两种柳穿鱼杂交,子一代均为两侧对称。子一代自交,得到两侧对称植株34株,辐射对称植株5株。进一步研究发现,两种柳穿鱼的Lcyc基因序列相同,但表达情况不同,两侧对称花植株Lcyc基因表达而辐射对称花植株不表达,二者的甲基化情况如下图。下列叙述正确的是()A.控制两侧对称与辐射对称的基因所含遗传信息不同B.F2性状分离比说明花型遗传遵循基因的分离定律C.控制辐射对称的Lcyc基因的甲基化程度相对较高D.推测甲基化程度与Lcyc基因的表达程度成正相关【答案】C【分析】表观遗传:生物体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。【详解】A、根据题干信息:进一步研究发现,两种柳穿鱼的Lcyc基因序列相同,但表达情况不同,控制两侧对称与辐射对称的基因所含遗传信息相同,A错误;B、所得F2植株数较少,且性状比不是1:3,所以F2性状分离比不能说明花型遗传遵循基因的分离定律,B错误;C、根据图可知,控制辐射对称的Lcyc基因的甲基化程度相对较高,C正确;D、控制辐射对称的Lcyc基因的甲基化程度相对较高,两侧对称花植株Lcyc基因表达而辐射对称花植株不表达推测甲基化程度与Lcyc基因的表达程度成负相关,D错误。故选C。15.兔的毛色由毛囊细胞产生的黑色素决定,黑色素分为黑色的真黑素和褐色的褐黑素两类,细胞中色素合成过程如下图。下列相关叙述不正确的是()A.图中3种基因通过控制酶的合成控制兔的毛色性状B.图中A、B基因的表达产物分别是真黑素和褐黑素C.基因型分别为ttAAbb和ttaaBB的兔毛色性状相同D.TtAabb与TTAAbb个体毛色相同与酶的高效性有关【答案】B【分析】基因控制生物性状的两种方式:一是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;二是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。【详解】A、据图可知,图中含有络氨酸酶、A酶和B酶等,说明图中3种基因通过控制酶的合成控制兔的毛色性状,是基因对性状的间接控制途径,A正确;B、基因的表达产物通常是蛋白质,图中A、B基因的表达产物都是酶而非色素,B错误;C、基因型分别为ttAAbb和ttaaBB的个体没T基因,只有tt基因,个体都是白毛,故性状相同,只有A或B都不能合成黑色素兔毛色性状相同,C正确;D、TtAabb与TTAAbb个体毛色相同,其中Tt和TT效果相同,Aa和AA相同,与酶的高效性有关,D正确。故选B。16.二倍体哺乳动物从配子到受精卵的过程中,会发生全基因组的去甲基化。极少数等位基因中来自父源或母源的基因会逃避去甲基化,这些基因称为印记基因。下列叙述正确的是(
)A.基因的去甲基化通常不利于基因的表达B.甲基化导致基因的碱基序列发生改变C.全基因组去甲基化的受精卵易实现全能性D.印记基因逃避去甲基化一定会导致子代表型改变【答案】C【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译,最终无法合成相应蛋白,从而抑制了基因的表达。【详解】A、启动子是一段有特殊结构DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,启动子的甲基化通过影响DNA的转录来影响基因的表达,若启动子去甲基化,有利于基因的表达,A错误;B、甲基化是表观遗传的一种,表观遗传不会导致基因的碱基序列发生改变,B错误;C、分析题意,二倍体哺乳动物从配子到受精卵的过程中,会发生全基因组的去甲基化,全基因组去甲基化的受精卵抑制作用可能被解除,相关基因能表达,易实现全能性,C正确;D、印记基因是指极少数等位基因中来自父源或母源的基因会逃避去甲基化,该过程可能发生在隐性基因,故不一定导致子代表型改变,D错误。故选C。17.血橙被誉为“橙中贵族”,因果肉富含花色苷,颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时,为避免血橙冻伤通常提前采摘,此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足。血橙中花色苷合成和调节途径如图。注:T序列和G序列是Ruby基因启动子上的两段序列下列分析不合理的是(
)A.血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的B.低温引起T序列改变及去甲基化进而使血橙“血量”增多C.同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关D.若提前采摘,可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达【答案】B【分析】基因与性状的关系为:一是基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物的性状,二是基因通过控制蛋白质合成,直接控制生物的性状。【详解】A、由图可知,基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物的性状,所以血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的,A正确;B、由图可知,低温引起T序列去甲基化进而使血橙“血量”增多,T序列未改变,B错误;C、由图可知,光照会促进HY5蛋白与G序列结合,激活Ruby基因,促进合成关键酶,使花色苷前体转为花色苷,增加“血量”,所以同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关,C正确;D、由图可知,低温引起T序列去甲基化激活Ruby基因,所以若提前采摘,可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达,D正确。故选B。18.FTO蛋白可擦除N基因mRNA的甲基化修饰,避免mRNA被Y蛋白识别而降解,从而提高了鱼类的抗病能力。相关分析正确的是(
)A.Y蛋白能识别mRNA甲基化修饰 B.mRNA甲基化会影响其转录C.mRNA甲基化会提高其稳定性 D.N基因表达会降低鱼类抗病能力【答案】A【分析】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,即不依赖于DNA序列的基因表达状态与表型的改变。【详解】A、题意显示,FTO蛋白可擦除N基因mRNA的甲基化修饰,避免mRNA被Y蛋白识别而降解,说明Y蛋白能识别mRNA甲基化修饰,A正确;B、mRNA甲基化会影响其翻译过程,B错误;C、FTO蛋白可擦除N基因mRNA的甲基化修饰,避免mRNA被Y蛋白识别而降解,说明mRNA甲基化会被Y蛋白识别而降解,其稳定性降低,C错误;D、FTO蛋白可擦除N基因mRNA的甲基化修饰,避免mRNA被Y蛋白识别而降解,此时mRNA翻译的N蛋白质会提高鱼类的抗病能力,D错误。故选A。19.DNA甲基化是指在相关酶的作用下将甲基选择性的连接到胞嘧啶上。遭遇盐胁迫时,小麦H基因响应盐胁迫而表达量增大。用甲基化相关酶的抑制剂处理后,小麦H基因的启动子区域显著的去甲基化,且H基因的转录水平升高,下列分析不合理的是(
)A.启动子甲基化会抑制其与核糖体的结合B.盐胁迫可能使小麦H基因的启动子区域去甲基化C.H基因启动子甲基化程度高时,其转录水平降低D.DNA甲基化不会改变DNA碱基对的排列顺序【答案】A【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译,最终无法合成相应蛋白,从而抑制了基因的表达。【详解】AC、启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,启动子甲基化后影响其与RNA聚合酶结合,进而影响了该基因的转录,故H基因启动子甲基化程度高时,其转录水平降低,而核糖体与mRNA结合进行翻译,所以启动子不与核糖体结合,A错误,C正确;B、分析题意可知,遇盐胁迫时,小麦H基因响应盐胁迫而表达量增大,且用甲基化相关酶的抑制剂处理后,小麦H基因的启动子区域显著的去甲基化,说明盐胁迫可能使小麦H基因的启动子区域去甲基化,B正确;D、DNA甲基化是表观遗传的一种,表观遗传不会改变DNA碱基对的排列顺序,D正确。故选A。20.一种名为粗糙脉孢菌的真菌细胞中精氨酸的合成途径如下图所示,其中精氨酸是细胞生活的必需物质,而鸟氨酸等中间代谢产物都不是必需物质。下列有关叙述错误的是()A.基因在染色体上呈线性排列,是有遗传效应的DNA片段B.酶4缺陷型脉孢菌必须在培养基中添加精氨酸才能生长C.若在缺少精氨酸的培养基上不能生长,则一定是基因4发生了突变D.基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状【答案】C【分析】基因控制生物性状的方式:基因通过控制蛋白质的分子结构来直接影响性状;基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物性状。【详解】A、对于细胞生物而言,基因是有遗传效应的DNA片段,基因在染色体上呈线性排列,A正确;B、据图可知,若缺乏酶4,则精氨酸琥珀酸无法转变为精氨酸,故酶4缺陷型脉孢菌必须在培养基中添加精氨酸才能生长,B正确;C、若在缺少精氨酸的培养基上不能生长,则可能是精氨酸之前的前体物质合成出现问题,可能是基因1、2、3或4发生突变所致,C错误;D、据图可知,图中的性状与酶的合成有关,说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,D正确。故选C。二、非选择题21.遗传组成相似的雌性蜜蜂幼虫,若一直以蜂王浆为食将发育成蜂后(蜂王),若以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。研究表明,蜂王浆导致幼虫DNA甲基化的减少,进而发育为蜂后。DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团,如下图所示。请回答下列问题:(1)如果①以基因的β链为模板,则虚线框中合成的RNA的碱基序列为。过程②发生的场所是,其模板是。(2)DNA甲基化若发生在基因的DNA序列上,则会影响RNA聚合酶与该序列的识别与结合,进而抑制遗传信息的过程。(3)研究表明蜂王浆中的蛋白是决定雌性蜜蜂幼虫发育成为蜂王的关键因素,请根据文中信息推测蜂王浆中的蛋白可能(“促进”或“抑制”)DNMT蛋白活性。(4)已知注射DNMT3siRNA(小干扰RNA)能抑制DNMT3基因表达,为验证DNMT3是决定雌蜂幼虫发育成工蜂或蜂王的关键因素,科研人员取多只生理状况相同的幼虫,平均分为A、B两组,请根据提示完成表中内容。1处理方式饲养方式培养条件预期结果A组①②其他条件相同且适宜。工蜂B组注射适量DNMT3siRNA溶液饲喂花粉和花蜜③(5)综上所述,性状是的结果。【答案】(1)CUUGCCAGC(或5’-CUUGCCAGC-3’)核糖体mRNA(2)转录(3)抑制(4)注射等量不含DNMT3siRNA溶液(注射等量无关siRNA溶液)饲喂花粉和花蜜蜂后(或蜂王)(5)基因和环境共同作用【分析】DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶的催化作用下添加.上甲基,虽然不改变DNA序列,但是导致相关基因转录沉默。DNA甲基化在细胞中普遍存在,对维持细胞的生长及代谢等是必需的。如果某DNA片段被甲基化,那么包含该片段的基因功能就会被抑制。DNA的甲基化是由DNA甲基化转移酶来控制的,如果让蜜蜂幼虫细胞中的这种酶失去作用,蜜蜂幼虫就会发育成蜂王,和喂它蜂王浆的效果是一样的。【详解】(1)过程①表示转录,若①以基因的β链为模板,根据碱基互补配对原则,以及RNA聚合酶的移动方向(沿着DNA链3'→5'方向移动),则虚线框中合成的RNA的碱基序列为5'-CUUGCCAGC-3'。过程②是以RNA为模板合成蛋白质的过程,表示翻译,翻译的场所是细胞质中的核糖体;翻译的模板是mRNA。(2)启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,用于驱动基因的转录,若DNA甲基化若发生在基因的启动子序列上,则会影响RNA聚合酶与该序列的识别与结合,进而抑制遗传信息的转录过程。(3)蜂王浆导致幼虫DNA甲基化的减少,进而发育为蜂后。DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团,由此可推测,蜂王浆中的蛋白可能抑制DNMT蛋白活性,幼虫DNA甲基化的减少,进而发育为蜂后。(4)已知DNMT3siRNA(小干扰RNA)能使DNMT3基因表达沉默,即抑制DNMT3基因表达。本实验的目的是验证DNMT3是决定雌蜂幼虫发育成工蜂或蜂王的关键因素,因此实验的自变量为是否注射适量的DNMT3siRNA抑制DNMT3基因表达DNMT3,因变量是雌蜂幼虫发育的结果,据此设计实验如下:取多只生理状况相同的雌蜂幼虫,均分为A、B两组;A组不作处理作为对照组,B组注射适量的DNMT3siRNA,其他条件相同且适宜;用花粉和花蜜饲喂一段时间后,观察并记录幼蜂发育情况。如果A组发育成工蜂,B组发育成蜂王,则能验证DNMT3是决定雌蜂幼虫发育成工蜂或蜂王的关键因素。(5)如果没有蜂王浆中的蛋白的影响,雌性蜜蜂幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂,受基因控制,如果有蜂王浆中的蛋白的影响,蜂王浆蛋白导致幼虫DNA甲基化的减少,进而发育为蜂后,该过程环境影响了基因的表达,综上所述,性状是基因和环境共同作用的结果。22.基因表达调控对生物体内细胞分化、形态发生等生命过程有重要意义,RNA介导的基因沉默是生物体内一种重要的基因表达调控机制。miRNA是真核细胞中的一类具有调控功能但不编码蛋白质的短序列RNA,其作用机制如图2所示。回答下列问题:(1)图1所示为遗传信息表达的过程,该过程共需要种核糖核苷酸作为原料,真核细胞中该过程发生的场所主要在。若合成的RNA过程中,腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部碱基的43%,其DNA模板链的腺嘌呤占该链碱基总数30%,则编码链的腺嘌呤占该链碱基总数的。(2)图2的②过程中,核糖体的移动方向是(填“从左向右”或“从右向左”),图中3个核糖体合成的肽链结构(填“相同”或“不同”),多个核糖体结合到同一条mRNA上的生理学意义是。(3)由图2可知,miRNA基因调控目的基因表达的机理是:miRNA和mRNA的序列发生,二者结合形成核酸杂交分子,导致核糖体不能结合到mRNA上,从而抑制过程。(4)研究发现,RNA介导的基因沉默是可以遗传给子代的,这(填“属于”或“不属于”)表观遗传。【答案】(1)转录4细胞核13%(2)从左向右相同少量mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质/可以提高翻译效率(3)碱基互补配对翻译(4)属于【分析】目的基因通过转录合成mRNA,mRNA可以结合多个核糖体同时合成多条肽链,提高了翻译的效率;miRNA通过转录合成前体RNA,前体RNA经加工变成miRNA,miRNA可以和mRNA碱基互补配对结合形成核酸杂交分子,导致核糖体不能结合到mRNA上,从而抑制翻译过程。【详解】(1)图1所示为遗传信息表达的转录过程,该过程共需要4种核糖核苷酸作为原料,真核细胞中该过程发生的场所主要在细胞核。合成的RNA过程中,腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部碱基的43%,则DNA模板链中胸腺嘧啶和腺嘌呤之和占该链碱基总数43%,其DNA模板链的腺嘌呤占该链碱基总数30%,则DNA模板链的胸腺嘧啶占该链碱基总数13%,则编码链的腺嘌呤占该链碱基总数的13%。(2)根据肽链的长短,可判断图2的②过程中,核糖体的移动方向是从左向右,由于模板链相同,图中3个核糖体合成的肽链结构相同,多个核糖体结合到同一条mRNA上的生理学意义是少量mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质/可以提高翻译效率。(3)miRNA基因调控目的基因表达的机理是:miRNA和mRNA的序列发生碱基互补配对,二者结合形成核酸杂交分子,导致核糖体不能结合到mRNA上,从而抑制翻译过程。(4)RNA介导的基因沉默,生物体基因的碱基序列保持不变,而基因表达和表型发生可遗传变化,所以RNA介导的基因沉默是可以遗传给子代的,属于表观遗传。23.心肌细胞因高度分化而不能增殖,基因ARC在心肌细胞中能特异性表达,抑制其凋亡,以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA经过加工过程会产生许多非编码RNA,如miR-223(链状),HRCR(环状)。请回答下列问题。(1)启动过程①时,酶需识别并与基因上的启动部位结合。过程②进行的场所是,通常,一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条多肽链的合成,合成的这几条多肽链(如图T1,T2,T3)氨基酸序列(“相同”或“不相同”),其意义是。(2)当心肌缺血、缺氧时,会引起基因miR-223过度表达,所产生的miR-223可与ARC的mRNA特定序列通过原则结合,形成核酸杂交分子1,使过程②因缺少被抑制,最终导致无法合成。(3)HRCR分子中含有个游离的磷酸基团,其可吸附并清除miR-223等链状的miRNA,从而(选填“促进”或“抑制”)心肌细胞的凋亡。与基因ARC相比,核酸杂交分子2中特有的碱基对是。【答案】(1)RNA聚合核糖体相同少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质(2)碱基互补配对模板ARC蛋白(3)0/零抑制A-U【分析】题图分析:①为转录,该过程中需要RNA聚合酶识别并与基因上的启动子结合。过程②为翻译,该过程的场所是核糖体。【详解】(1)①为转录,转录过程中需要RNA聚合酶识别并与基因上的启动子结合,启动转录过程。过程②为翻译,翻译的场所是核糖体,由于T1、T2、T3是由同一个mRNA指导合成的多肽链,故该过程最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序相同。其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质,提高翻译效率。(2)当心肌缺血、缺氧时,基因miR-223过度表达,所产生的miR-223可与ACR的mRNA特定序列通过碱基互补配对结合形成核酸杂交分子1,使过程②(翻译)因缺少模板而被抑制,使ARC蛋白(凋亡抑制因子)无法合成。(3)由图可知,HRCR分子为环状结构,不含游离的磷酸基团。HRCR可以吸附miR-223等链状的miRNA,以达到清除它们的目的,从而抑制心肌细胞凋亡。基因ARC的碱基互补配对方式为A-T、C-G、T-A、G-C,核酸杂交分子2是由单链RNA之间的碱基互补配对的结构,其碱基互补配对方式为A-U、C-G、U-A、G-C。故与基因ARC相比,核酸杂交分子2中特有的碱基对是A-U(U-A)。24.茄子是自花传粉植物,其果皮颜色由两对独立遗传的等位基因(相关基因用A/a、B/b表示)控制,研究人员用纯种紫皮茄子与白皮茄子进行正反交,F1均为紫皮,F1自交,F2中紫皮:绿皮:白皮=12:3:1。据此回答问题。(1)根据正反交的结果判断,控制茄子果皮颜色的基因位于。(2)基于实验结果,有同学们提出果皮色形成的两种模式,如图1所示。①能合理解释F2结果的是(填“模式一”或“模式二”),F2中紫皮个体的基因型应有种。②为验证该模式,若将F1与F2中白色个体杂交,子代的表现型及比例为。(3)进一步研究发现,光信号诱导花青素形成的信号通路如图2所示。据图可知,基因可通过进而控制性状。当光照显著增强时,花青素含量却不会升得过高,请在图中虚线框内绘图说明其调节机制及对光照增强变化的响应。(说明:增强用“+”表示,减弱用“-”表示)。(4)综合上述研究可知茄子果皮颜色这一性状是共同作用的结果。【答案】(1)细胞核(DNA)/染色体上(2)模式二6紫色:绿色:白色=2:1:1(3)控制酶的合成来控制代谢过程(4)基因与环境【分析】用纯种紫皮茄子与白皮茄子杂交得到F1,F1均为紫皮,F1自交,F2的紫皮∶绿皮∶白皮=12∶3∶1,是9∶3∶3∶1的变式,说明F1是双杂合子,双显性个体和仅某一对基因为显性的个体为紫果皮,仅另一对基因为显性的个体为绿皮,白果皮为双隐性个体。【详解】(1)纯种紫皮茄子和白皮茄子正反交,F1均为紫花,据此可以做出的判断是紫皮是显性性状,且控制茄子皮的基因位于细胞核中(的染色体上)。(2)①若为模式一,紫色的基因型为A-B-,绿色为A-bb,白色为aa--,则F2中的分离比应该为紫色:绿色:白色=9:3:4;若为模式二,紫色的基因型为A-B-和A-bb,绿色为aaB-,白色为aabb,则F2中紫皮∶绿皮∶白皮=12∶3∶1,故能合理解释F2结果的是模式二。F2中紫皮个体的基因型共有6种,分别为:AABB、AABb、AaBB、AaBb、AAbb、Aabb。②若为该模式,则F1(AaBb)与F2中白色个体(aabb)杂交,子代的表现型及比例为紫色:绿色:白色=2:1:1。(3)由图可知,基因通过控制花青素合成酶基因的合成间接控制生物性状,体现了基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物的性状。光信号可以诱导花青素形成,但当光照显著增强时,花青素含量却不会升得过高,故推测其中存在反馈抑制途径,SM2会抑制花青素合成酶基因的表达,且随光照的显著增强,该抑制过程会增强,如图所示:。(4)根据上述研究可知,茄子果皮颜色是由基因和环境(如光)相互作用的结果。【点睛】本题综合考查基因的自由组合定律和基因与性状关系的相关知识,意在考查考生分析和解决问题的能力。25.哺乳动物产生配子时,精子或卵细胞中某些基因会获得标志其来源的遗传修饰,导致后代体细胞中来源两个亲本的等位基因中只有一个表达,这种现象称为基因印记,带有标志的基因称为印记基因。DNA甲基化是基因印记的重要方式之一,印记基因在子代体细胞的有丝分裂中保持终生,但在子代形成配子时,亲本的甲基化印记被去除,遗传印记会重新设定。(1)基因印记(“属于”或“不属于”)表观遗传现象,其原因是。(2)鼠的灰色(A)与褐色(a)是一对相对性状(基因位于常染色体上,不考虑其他变异),下图为基因印记对小鼠等位基因表达和传递影响的示意图:现有一只褐色雌鼠和一只灰色雄鼠杂交,子代均是褐色(子代数量足够多)。①另有两只雌雄小鼠杂交,子代小鼠中既有灰色又有褐色(比例接近1∶1),则这两只亲本小鼠的基因型组合可能是。②某该种小鼠种群中AA基因型个体占36%,Aa基因型个体占40%,aa基因型个体占24%,各基因型个体中雌雄比为1∶1,种群内个体自由交配,则子一代小鼠中灰色:褐色为。(3)大多数印记基因成簇存在,且其中至少包含一个转录产物是长链非编码RNA(ln-cRNA)的基因。lncRNA不编码蛋白质,但能通过与其模板链结合导致部分基因不能表达,从而起到调控基因簇中其他基因表达的作用。下图表示某种印记基因簇的组成和表达情况,其中ICE中分布着IncRNA基因的启动子。依据本题信息可以推测:①母源染色体上lncRNA基因(“能”或“不能”)表达,原因是。②图示个体中来自(“母源染色体”或“父源染色体”)上的Slc22a3基因和Slc22a2基因能表达。【答案】(1)属于基因的碱基序列不变,但基因表达和表型发生了可遗传的变化(2)Aa、Aa14∶11(3)不能ICE基因被甲基化修饰,导致lncRNA基因无法转录母源染色体【分析】表观遗传学则是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下,基因功能发生了可遗传的变化,并最终导致了表型的变化。【详解】(1)表观遗传学则是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下,基因功能发生了可遗传的变化,并最终导致了表型的变化,基因印记属于一种表观遗传现象,理由是基因印记中基因的碱基序列不变,但基因表达和表型发生了可遗传的变化;(2)①亲本中雌鼠与雄鼠的基因型都是Aa,因为雌鼠产生未甲基化的配子A:a=1:1,雄鼠产生甲基化的配子A甲:a甲=1:1,子代基因型为AA甲、Aa甲、A甲a、a甲a、且比例相等,小鼠的表现型及比例为灰色:褐色=1:1;②该种群中A配子比例=36%+40%/2=56%,a配子比例=24%+40%/2=44%,由于雄配子印记后甲基化,雌配子印记后去甲基化,故该种群内个体自由交配,则子一代小鼠中灰色:褐色=56%∶44%=14∶11;(3)由题意可知,母源染色体上母源染色体上的ICE基因被甲基化修饰,导致lncRNA基因无法转录,故母源染色体上lncRNA基因不能表达。母源染色体上lncRNA基因不能表达,没有形成转录产物lncRNA与模板链结合发挥抑制作用,因此母源染色体上的Slc22a3基因和Slc22a2基因能表达。26.学习下列材料,回答问题。基因表达调控与性状多细胞生物体的正常发育离不开细胞分化过程中高度精巧的调控。研究表明,分化细胞中的遗传物质并没有丢失,它们只是开启或关闭了特异的基因,而表观遗传则是控制着DNA中基因开启或关闭的重要机制。表观遗传通过改变DNA或染色体蛋白质上的化学修饰形成多种不同的细胞分化方向。表观遗传中最重要的修饰是DNA甲基化,DNA中的某些碱基加上甲基后,基因的碱基序列不会改变,但是甲基化程度的高低会影响其转录的水平,甲基化程度越高,转录水平越低。在DNA复制时,DNA甲基转移酶能够使子代DNA获得与亲代DNA相同的DNA甲基化特征,从而使其在DNA复制和细胞分裂中被保留下来。组蛋白是真核生物细胞核中与DNA结合在一起的蛋白质。科学家发现组蛋白的多种化学修饰也能够影响基因的表达。细胞核受到某些外界刺激可能会引起组蛋白修饰的改变,进而使基因出现越来越多的甲基化,直至其表达关闭,而另一些刺激引起的组蛋白修饰会使基因去甲基化,从而开启表达过程。基因的表观遗传修饰会不会由亲代个体传递给子代个体呢?这取决于精卵形成过程及受精后细胞中发生的复杂变化,这些复杂变化会使表观遗传会被重新编程。怀孕早期遭受饥荒的女性,其后代罹患肥胖的概率比较高,因为表观遗传将其细胞编程为尽量减少能量消耗的模式。男性吸烟者的精子活力下降,精子中DNA的甲基化程度明显升高。怀孕期间过量饮酒是导致出生缺陷和智力发育迟缓的重要因素,动物实验显示,酒精能够改变表观遗传修饰,影响下一代表型。人体很复杂,每个人的健康和寿命都由基因组、表观遗传、环境因素等共同影响,目前研究人员尚不能预测表观遗传效应对后代的影响有多大,但我们应通过健康的生活方式,尽可能提高自己和后代的身体素质。(1)在多细胞生物的个体发育过程中,通过细胞分化形成多样的细胞,细胞分化的本质是。(2)在DNA分子复制过程中,原则保证了亲子代DNA分子碱基序列的一致性。据文中信息可知,的参与使DNA甲基化特征能够保存在子细胞中。(3)结合所学知识推测,特定序列的甲基化可能干扰了酶与基因的结合,进而降低转录水平。此外,由文中信息可知,环境因素会引起,进而影响基因甲基化程度的高低,最终影响基因的表达。(4)某品系小鼠的毛色受AVY基因控制,AVY基因上游一段序列的甲基化程度影响AVY基因表达,甲基化程度越高、小鼠毛色越深。为证明“孕期过量饮酒可以通过改变表观遗传修饰影响后代表型”的假设,研究人员利用该品系小鼠设计了以下实验。组别实验动物及相关处理检测指标实验组若干刚受孕的雌鼠,每天摄入一定量酒精待小鼠产仔后,对照组请填写表格完善以上实验方案,并预期实验结果:。(5)结合本文信息,请列举你应当采取的健康生活方式:。【答案】(1)基因的选择性表达(2)碱基互补配对DNA甲基转移酶(3)RNA聚合组蛋白修饰改变(4)观察子代小鼠毛色(并检测子代小鼠AVY基因甲基化程度)等量刚受孕的雌鼠,不摄入酒精实验组子代小鼠的毛色比对照组深,且毛色差异大于对照组(实验组子代小鼠AVY基因甲基化程度高于对照组)(5)不吸烟、不过量饮酒、不暴饮暴食【分析】1、细胞的分化指在个体发育中,相同细胞的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程;细胞分化实质是每个细胞都含有一套与受精卵完全相同的染色体,携带有本物种的全部遗传信息,分化的实质是不同细胞中基因的选择性表达。2、基因的甲基化:基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰抑制了基因的表达,进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代,使后代出现同样的表型。像这样,生物体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,叫作表观遗传。【详解】(1)细胞分化的本质是不同细胞中基因的选择性表达。(2)在DNA分子复制过程中,碱基互补配对原则保证了亲子代DNA分子碱基序列的一致性。据文中信息可知,DNA甲基转移酶能够使子代DNA获得与亲代DNA相同的DNA甲基化特征,DNA甲基转移酶的参与使DNA甲基化特征能够保存在子细胞中。(3)分析题文可知,DNA甲基化程度的高低会影响其转录的水平,结合所学知识
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