Question

【題目】請閱讀下面的科普短文，并回答問題：

表觀遺傳現(xiàn)象在生物體的生長發(fā)育過程中普遍存在。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。研究發(fā)現(xiàn)，組成染色體的DNA發(fā)生甲基化和去甲基化修飾，可使相關基因處于“關閉”或“打開”的狀態(tài)，從而影響其對性狀的控制。

小鼠的毛色與毛囊中黑色素細胞合成的色素種類有關。研究發(fā)現(xiàn)，胞外信號分子 M 蛋白與黑色素細胞膜表面受體 MR 結合，啟動細胞內(nèi) B 基因等表達出相關酶，催化真黑色素（色素顆粒主要為黑色）的合成。細胞內(nèi)另有A 基因編碼的A 蛋白，可阻斷M 蛋白與MR結合，抑制真黑色素合成，細胞則通過另一條代謝途徑合成褐色素（色素顆粒主要為黃色）。正常情況下，A 基因在毛發(fā)生長周期第 4-6 天集中表達，所以野生型小鼠呈現(xiàn)真黑色素與褐色素相間的斑駁色（如圖所示）。

小鼠的毛色也是一種與表觀遺傳機制有關的性狀。有一種黃色突變體小鼠（AvyA），檢測其基因序列發(fā)現(xiàn)，Avy 基因是在A基因前端插入了一段“IAP”序列，該序列能調(diào)控 A 基因在毛發(fā)生長過程中持續(xù)表達。另一項研究發(fā)現(xiàn)，孕鼠食物成分不同會影響胎兒期 Avya 小鼠的毛色發(fā)育，其毛色可從單一的黃色到不均一的黃色、斑駁色，甚至黑色。若給孕期母鼠提供的食物含甲基越豐富，剛出生的子代小鼠毛色越深。這又是為什么呢？原來，插入的IAP序列容易發(fā)生不同程度的甲基化修飾，從而失去部分或全部的調(diào)控作用。因此，Avya 小鼠可以作為環(huán)境生物反應指示器，用來研究能增加甲基化風險的環(huán)境因子如乙醇、低劑量輻射和雙酚A等對胎兒發(fā)育的影響。

（1）請用一個短句概括基因與DNA的關系：______________________。

（2）DNA 發(fā)生甲基化和去甲基化修飾，會影響___________酶與基因的結合，使轉錄過程不能正常進行，從而影響________表達。

（3）Avy對A表現(xiàn)為_________（填“顯性”或“隱性”），能合理解釋AvyA小鼠表現(xiàn)為黃色的是__________（選填下列序號）。正常情況下aaBB小鼠毛色為____________色。

①M蛋白MR受體B基因相關酶真黑色素合成

②M蛋白MR受體B基因相關酶真黑色素合成

↑抑制

A 基因A蛋白

③M蛋白MR受體B基因相關酶真黑色素合成

↑抑制

A 基因A蛋白

↑調(diào)控

IAP序列

（4）用Avya小鼠評估環(huán)境因子對胎兒發(fā)育的影響時，可以用_____作為指標。

Answer 1

【答案】基因是具有遺傳效應的DNA片段 RNA聚合酶 基因 顯性 ③ 黑 小鼠毛色

【解析】

根據(jù)題干信息“組成染色體的DNA發(fā)生甲基化和去甲基化修飾，可使相關基因處于“關閉”或“打開”的狀態(tài)，從而影響其對性狀的控制”可知，甲基化和去甲基化可影響基因的表達。小鼠的毛色由A基因和B基因共同決定，當只有B基因表達是，小鼠表現(xiàn)為黑色，當A基因表達時，小鼠表現(xiàn)為褐色，據(jù)此答題。

（1）基因是具有遺傳效應的DNA片段。
（2）DNA發(fā)生甲基化和去甲基化修飾會影響基因的表達，基因的表達包括轉錄和翻譯，基因表達中的轉錄是RNA聚合酶和基因中的一條鏈結合。
（3）A基因表達的顏色為褐色，而Avy基因表現(xiàn)為黃色，Avy 基因是在A基因前端插入了一段“IAP”序列引起的，由此可知Avy 基因對A基因為顯性。依據(jù)題干信息“胞外信號分子 M 蛋白與黑色素細胞膜表面受體 MR 結合，啟動細胞內(nèi) B 基因等表達出相關酶，催化真黑色素（色素顆粒主要為黑色）的合成。細胞內(nèi)另有A 基因編碼的A 蛋白，可阻斷M 蛋白與MR結合，抑制真黑色素合成，細胞則通過另一條代謝途徑合成褐色素（色素顆粒主要為黃色），Avy 基因是在A基因前端插入了一段“IAP”序列，該序列能調(diào)控 A 基因在毛發(fā)生長過程中持續(xù)表達”，由此可知AvyA小鼠表現(xiàn)為黃色是序號③。aaBB基因型中，由于沒有A基因的阻斷，M 蛋白與黑色素細胞膜表面受體 MR 結合，啟動細胞內(nèi) B 基因等表達出相關酶，催化真黑色素（色素顆粒主要為黑色）的合成，小鼠表現(xiàn)為黑色。
（4）由題干信息“若給孕期母鼠提供的食物含甲基越豐富，剛出生的子代小鼠毛色越深。這又是為什么呢？原來，插入的IAP序列容易發(fā)生不同程度的甲基化修飾，從而失去部分或全部的調(diào)控作用”由此可知，用Avya小鼠評估環(huán)境因子對胎兒發(fā)育的影響時，可以用小鼠毛色作為評估指標。