Question

【題目】小鼠基因組與人類的相似度極高，因此在醫(yī)學研究和臨床實驗研究中，常用它作為實驗動物。請回答問題：

（1）在研究人類自發(fā)性視網(wǎng)膜色素變性（視覺異常）、耳聾兩種疾病時，科研人員發(fā)現(xiàn)：將視覺、聽覺均正常的野生型小鼠與一只發(fā)生基因突變的純合系小鼠進行雜交，結果顯示F1小鼠的視覺和聽覺功能與同齡對照組小鼠相比并無差異，推測致病基因為______性突變。F1雌雄小鼠交配，F2小鼠出現(xiàn)視覺正常-聽覺異常：視覺異常-聽覺正常：視覺正常-聽覺正常：視覺異常-聽覺異�！�3：3：9：1，由此可知，此突變小鼠為______（單/雙）基因突變，且遵循______定律。如繼續(xù)讓F2雌雄小鼠交配，正常情況下，F3小鼠有______種表現(xiàn)型。

（2）科研人員還研究了一種殺菌劑A對人類前列腺疾病的影響。將小鼠做如下處理：F0代正常懷孕小鼠（腹腔注射殺菌劑A）產崽F1（如圖1），F1與正常野生型小鼠交配，產崽F2，以此類推，每一代小鼠均與正常野生型小鼠交配，得到F3代、F4代等。

①結果如圖2所示，未受殺菌劑A影響的F3代小鼠患前列腺疾病的頻率明顯______對照組小鼠，且無典型的患病比例。推測此種疾病的患病方式可能異于自發(fā)性視網(wǎng)膜色素變性-耳聾疾病。進一步研究發(fā)現(xiàn)，殺菌劑A并未引起小鼠的核基因的堿基序列發(fā)生改變，但其DNA被甲基化，從而導致______發(fā)生了改變，并將這種改變遺傳給未受殺菌劑影響的F3代或更多代，此種現(xiàn)象稱為表觀遺傳。

②為探究DNA甲基化對表觀遺傳的影響機制，研究人員對F3代小鼠的前列腺上皮細胞的關鍵DNA甲基化和相應的mRNA的表達進行檢測，發(fā)現(xiàn)其DNA甲基化位點的數(shù)量和mRNA表達情況明顯異于對照組，結果如圖3。

通過比較可知，由于殺菌劑A的影響，親本DNA的甲基化，通過______將其傳遞給生殖細胞，進而導致未受殺菌劑A影響的F3代小鼠體內______等過程發(fā)生異常，最終影響表現(xiàn)型。

（3）請你結合表觀遺傳現(xiàn)象，談談農業(yè)生產中大量使用殺菌劑A對人類健康的危害______。

Answer 1

【答案】隱 雙 基因分離和自由組合定律 4種 高 性狀（表型） 減數(shù)分裂 基因表達、細胞的分化與發(fā)育、新陳代謝等 根據(jù)表觀遺傳的現(xiàn)象，可以知道即使子代沒有受到相關物質（如殺菌劑A）的影響，親代仍可將其受到影響產生的疾病或性狀傳遞給子代

【解析】

1、相對性狀中顯隱性的判斷“不同生同，同顯”。 “不同生同”意即兩個不同表現(xiàn)型的親本，生出同一表現(xiàn)型的子代（父本類型或者母本類型）；“同顯”即后代的這種相同的性狀是顯性性狀。

2、根據(jù)題意分析，F1雌雄小鼠交配，F2小鼠出現(xiàn)視覺正常-聽覺異常：視覺異常-聽覺正常：視覺正常-聽覺正常：視覺異常-聽覺異常≈3：3：9：1，說明控制視覺和聽覺的基因自由組合，遵循基因的自由組合定律，且F1的基因型為雙雜合子，其減數(shù)分裂可產生4種比例相等的配子。

3、表觀遺傳是指DNA序列不發(fā)生變化但基因表達卻發(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。

4、基因對性狀的控制：①基因通過控制酶的合成控制細胞代謝進而間接控制生物的性狀，②基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物的性狀。

（1）根據(jù)題意分析，視覺、聽覺均正常的野生型×視覺、聽覺異常的突變性→視覺和聽覺功能正常，即后代只出現(xiàn)一種性狀，說明致病基因是隱性性狀。F1雌雄小鼠交配，F(xiàn)2小鼠出現(xiàn)視覺正常-聽覺異常：視覺異常-聽覺正常：視覺正常-聽覺正常：視覺異常-聽覺異�！�3：3：9：1，F(xiàn)2小鼠出現(xiàn)“9：3：3：1”的表現(xiàn)型之比，由此可知，F(xiàn)1雌雄小鼠基因為雙雜合子，這說明此突變小鼠是雙基因突變且遵循基因的分離定律和自由組合定律。

（2）①由坐標圖形可知未受殺菌劑A影響的F3代小鼠患前列腺疾病的頻率明顯高于對照組小鼠并且沒有表現(xiàn)出明顯的患病比例。根據(jù)題目敘述殺菌劑A并未引起小鼠的核基因的堿基序列發(fā)生改變，但其DNA被甲基化，而子代的表現(xiàn)型發(fā)生了改變并且并將這種改變遺傳給未受殺菌劑影響的F3代或更多代，此種現(xiàn)象稱為表觀遺傳。

②精細胞和卵細胞稱之為生殖細胞，而生殖細胞是由原始生殖細胞經過減數(shù)分裂產生的，由此可知親本DNA的甲基化，通過減數(shù)分裂傳遞給生殖細胞�；�因對性狀的控制：①基因通過控制酶的合成控制細胞代謝進而間接控制生物的性狀，②基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物的性狀。因此未受殺菌劑A影響的F3代小鼠體內基因表達、新陳代謝等過程發(fā)生異常，最終影響表現(xiàn)型。

（3）表觀遺傳是指DNA序列不發(fā)生變化但基因表達卻發(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。根據(jù)題干所給的材料得知即使子代沒有受到相關物質（如殺菌劑A）的影響，親代仍可將其受到影響產生的疾病或性狀傳遞給子代。由此可知大量使用殺菌劑A雖然沒有改變基因但子代還是受到了疾病的影響