Question

【題目】小鼠基因組與人類的相似度極高，因此在醫(yī)學(xué)研究和臨床實(shí)驗(yàn)研究中，常用它作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。請(qǐng)回答問(wèn)題：

（1）在研究人類自發(fā)性視網(wǎng)膜色素變性（視覺(jué)異常）、耳聾兩種疾病時(shí)，科研人員發(fā)現(xiàn)：將視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)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(jìn)行雜交，結(jié)果顯示F1小鼠的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)功能與同齡對(duì)照組小鼠相比并無(wú)差異，推測(cè)致病基因?yàn)?/span>______性突變。F1雌雄小鼠交配，F2小鼠出現(xiàn)視覺(jué)正常-聽(tīng)覺(jué)異常：視覺(jué)異常-聽(tīng)覺(jué)正常：視覺(jué)正常-聽(tīng)覺(jué)正常：視覺(jué)異常-聽(tīng)覺(jué)異常≈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(duì)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(chǎn)崽F1（如圖1），F1與正常野生型小鼠交配，產(chǎn)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(jié)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(duì)照組小鼠，且無(wú)典型的患病比例。推測(cè)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(jìn)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(dǎo)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(duì)表觀遺傳的影響機(jī)制，研究人員對(duì)F3代小鼠的前列腺上皮細(xì)胞的關(guān)鍵DNA甲基化和相應(yīng)的mRNA的表達(dá)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其DNA甲基化位點(diǎn)的數(shù)量和mRNA表達(dá)情況明顯異于對(duì)照組，結(jié)果如圖3。

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

（3）請(qǐng)你結(jié)合表觀遺傳現(xiàn)象，談?wù)勣r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用殺菌劑A對(duì)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(dá)、細(xì)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(méi)有受到相關(guān)物質(zhì)（如殺菌劑A）的影響，親代仍可將其受到影響產(chǎn)生的疾病或性狀傳遞給子代

【解析】

1、相對(duì)性狀中顯隱性的判斷“不同生同，同顯”。 “不同生同”意即兩個(gè)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(jué)正常-聽(tīng)覺(jué)異常：視覺(jué)異常-聽(tīng)覺(jué)正常：視覺(jué)正常-聽(tīng)覺(jué)正常：視覺(jué)異常-聽(tīng)覺(jué)異常≈3：3：9：1，說(shuō)明控制視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)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(chǎn)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(dá)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?qū)π誀畹目刂疲孩倩�因通過(guò)控制酶的合成控制細(xì)胞代謝進(jìn)而間接控制生物的性狀，②基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀。

（1）根據(jù)題意分析，視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)均正常的野生型×視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)異常的突變性→視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)功能正常，即后代只出現(xiàn)一種性狀，說(shuō)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(jué)正常-聽(tīng)覺(jué)異常：視覺(jué)異常-聽(tīng)覺(jué)正常：視覺(jué)正常-聽(tīng)覺(jué)正常：視覺(jué)異常-聽(tīng)覺(jué)異常≈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?yàn)殡p雜合子，這說(shuō)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(biāo)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(duì)照組小鼠并且沒(méi)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(xì)胞和卵細(xì)胞稱之為生殖細(xì)胞，而生殖細(xì)胞是由原始生殖細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生的，由此可知親本DNA的甲基化，通過(guò)減數(shù)分裂傳遞給生殖細(xì)胞。基因?qū)π誀畹目刂疲孩倩�因通過(guò)控制酶的合成控制細(xì)胞代謝進(jìn)而間接控制生物的性狀，②基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)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(nèi)基因表達(dá)、新陳代謝等過(guò)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(dá)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(méi)有受到相關(guān)物質(zhì)（如殺菌劑A）的影響，親代仍可將其受到影響產(chǎn)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(méi)有改變基因但子代還是受到了疾病的影響