表观遗传 知识点题库

请阅读下面的科普短文,并回答问题:

表观遗传现象在生物体的生长发育过程中普遍存在。表观遗传机制在特定的时间通过调控特定基因的表达而影响细胞分裂、分化以及代谢等生命活动。研究发现,组成染色体的DNA发生甲基化和去甲基化修饰,可使相关基因处于“关闭”或“打开”的状态,从而影响其对性状的控制。

小鼠的毛色与毛囊中黑色素细胞合成的色素种类有关。研究发现,胞外信号分子 M 蛋白与黑色素细胞膜表面受体 MR 结合,启动细胞内 B 基因等表达出相关酶,催化真黑色素(色素颗粒主要为黑色)的合成。细胞内另有A 基因编码的A 蛋白,可阻断M 蛋白与MR结合,抑制真黑色素合成,细胞则通过另一条代谢途径合成褐色素(色素颗粒主要为黄色)。正常情况下,A 基因在毛发生长周期第 4-6 天集中表达,所以野生型小鼠呈现真黑色素与褐色素相间的斑驳色(如图所示)。

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小鼠的毛色也是一种与表观遗传机制有关的性状。有一种黄色突变体小鼠(AvyA),检测其基因序列发现,Avy 基因是在A基因前端插入了一段“IAP”序列,该序列能调控A基因在毛发生长过程中持续表达。另一项研究发现,孕鼠食物成分不同会影响胎儿期Avya小鼠的毛色发育,其毛色可从单一的黄色到不均一的黄色、斑驳色,甚至黑色。若给孕期母鼠提供的食物含甲基越丰富,刚出生的子代小鼠毛色越深。这又是为什么呢?原来,插入的IAP序列容易发生不同程度的甲基化修饰,从而失去部分或全部的调控作用。因此,Avya小鼠可以作为环境生物反应指示器,用来研究能增加甲基化风险的环境因子如乙醇、低剂量辐射和双酚A等对胎儿发育的影响。

  1. (1) 请用一个短句概括基因与DNA的关系:
  2. (2) DNA 发生甲基化和去甲基化修饰,会影响酶与基因的结合,使转录过程不能正常进行,从而影响表达。
  3. (3) Avy对A表现为(填“显性”或“隐性”),能合理解释AvyA小鼠表现为黄色的是(选填下列序号)。正常情况下aaBB小鼠毛色为色。

    ①M蛋白 图片_x0020_100010 MR受体 图片_x0020_100011 B基因 图片_x0020_100012 相关酶 图片_x0020_100013 真黑色素合成

    ②M蛋白 图片_x0020_100014 MR受体 图片_x0020_100015 B基因 图片_x0020_100016 相关酶 图片_x0020_100017 真黑色素合成

                  ↑抑制

    A 基因 图片_x0020_100018 A蛋白

    ③M蛋白 图片_x0020_100019 MR受体 图片_x0020_100020 B基因 图片_x0020_100021 相关酶 图片_x0020_100022 真黑色素合成

                   ↑抑制

    A 基因 图片_x0020_100023 A蛋白

    ↑调控IAP序列

  4. (4) 用Avya小鼠评估环境因子对胎儿发育的影响时,可以用作为指标。
有研究表明,吸烟会使人体细胞内的DNA甲基化水平升高,对染色体上的组蛋白也会产生影响。男性吸烟者的精子中DNA的甲基化水平明显升高,精子活力下降。DNA甲基化是指在甲基转移酶的催化作用下将甲基转移到正常的碱基上的过程。甲基化不改变基因的遗传信息,但该基因表达受到抑制。下列说错误的是(  )
A . 甲基转移酶发挥作用需要与DNA分子进行结合 B . 癌症发生的机制可能是抑癌基因甲基化的结果 C . 若某基因发生了甲基化,则该基因所控制的性状不变 D . 构成染色体的组蛋白发生甲基化等修饰也会影响基因的表达
表观遗传是指生物的基因碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,对此现象的理解错误的是(  )
A . 基因的启动部位被甲基化修饰属于表观遗传 B . 同卵双胞胎之间的微小差异与表观遗传无关 C . 生活习惯不同,可能会遗传给下一代 D . 通过表观遗传传递下去的性状不一定是有利的
研究表明某小鼠的毛色受一对等位基因(A、a)控制,当A基因的部分碱基被某些化学基团(如-CH3)修饰后,其表达受到抑制。下列叙述错误的是(   )

A . 该修饰会导致基因碱基序列的改变 B . 该修饰会对生物的表现型产生影响 C . 基因的表达与否和表达水平都是受到调控的 D . 生物的性状受基因和环境等多种因素的影响
同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关,下列有关叙述正确的是(  )
A . 表观遗传是基因型不变,但是基因表达和表型发生变化 B . DNA的甲基化水平与基因的表达呈正相关,进而对表型产生影响 C . DNA的甲基化影响基因的翻译过程,是发生表观遗传的唯一机制 D . 表观遗传符合基因的分离定律,能够在世代间传递
下列关于表观遗传的叙述,错误的是(   )
A . 基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关 B . 表观遗传导致的性状改变可以遗传给下一代 C . DNA的甲基化可导致表观遗传现象 D . 表观遗传现象仅出现在某些特定生命活动过程中
遗传印记是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象,DNA甲基化是遗传印记重要的方式之一。印记是在配子发生过程中获得的,在个体发育过程中获得的,在下一代配子形成时印记重建。下图为遗传印记对转基因鼠的 Igf2基因(存在有功能型A和无功能型a两种基因)表达和传递影响的示意图,被甲基化的基因不能表达。

  1. (1) 雌配子中印记重建后,A基因碱基序列,表达水平发生可遗传变化的现象叫做
  2. (2) 由图中配子形成过程中印记发生的机制,可以断定亲代雌鼠的A基因来自它(填父方或母方或不确定),理由是
  3. (3) 亲代雌、雄鼠的基因型均为Aa,但表型不同,原因是
  4. (4) 亲代雌鼠与雄鼠杂交,子代小鼠的表现型及比例为
DNA甲基化多发生于胞嘧啶上,是表观遗传的机制之一。维持性DNA甲基化转移酶能够识别新成DNA双链中亲代单链的甲基化位点,并将子链相应位置的胞嘧啶进行甲基化。下列相关描述中错误的是(    )
A . 这种表观遗传机制中DNA中储存的遗传信息没有发生改变 B . 表观遗传通过影响基因的表达改变表型 C . 环境因素引起甲基化模式的改变是不可遗传的 D . DNA片段中GC碱基对的比例与甲基化程度相关
某种小鼠的毛色受一对等位基因AVy(黄色)和a(黑色)的控制,且AVy为显性基因。杂合子AVya表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。研究表明,这一系列过渡类型与AVy基因的前端一段特殊碱基序列有关,这段碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点,甲基化程度越高,AVy基因的表达受到的抑制越明显,小鼠体毛的颜色就越深,甲基化修饰如下图,下列相关说法,错误的是(   )

A . 此实验表明基因型与表现型之间的关系,并不是简单的一一对应关系 B . 甲基化修饰导致AVy基因的碱基对的排列顺序发生改变,产生了不同的等位基因 C . 在杂合子小鼠肝脏细胞内,存在AVy和a基因 D . 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
DNA甲基化是指DNA分子胞嘧啶上共价连接一个甲基。基因组中转录沉默区常甲基化,在个体发育中甲基化区域是动态变化的。将携带甲基化和非甲基化肌动蛋白基因的重组质粒分别导入培养的肌细胞后,发现二者转录水平相同。下列推测合理的是(   )
A . 肌细胞中可能存在去甲基化的酶 B . DNA甲基化可以抑制基因的转录 C . DNA甲基化可以影响细胞的分化 D . 启动子甲基化影响其与核糖体结合
有些基因的启动子内富含CG重复序列,若其中的部分胞嘧啶(C)被甲基化成为5-甲基胞嘧啶,就会抑制基因的表达。下图是人红细胞中血红蛋白(Hb)基因表达的过程,下列说法正确的是(  )

A . 人体胰岛B细胞中也存在Hb基因,但不发生图中①②过程 B . 图中①过程的原料为脱氧核苷酸,需要的酶是RNA聚合酶 C . 图中②过程表示多个核糖体共同完成同一个血红蛋白的合成 D . 若Hb基因的部分胞嘧啶被甲基化将会改变Hb基因的碱基序列,并抑制①过程
基因上游序列的胞嘧啶被甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶,导致相应的基因失活而不能转录;未被甲基化的基因仍可以控制合成相应的蛋白质。DNA的甲基化可调控基因的表达,调控简图如下,下列分析错误的是(   )

A . 甲基化直接抑制基因的翻译从而使基因无法控制合成相应的蛋白质 B . 甲基化的基因片段不能解开双链并与DNA聚合酶结合 C . 甲基化改变了DNA分子的化学元素组成和碱基中嘌呤的比例 D . 人体肌细胞中与血红蛋白合成有关的基因可能被甲基化
小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制,Avy为显性基因,表现为黄色体毛,a为隐性基因,表现为黑色体毛。科研人员在进行杂交实验时发现了如图1所示的实验现象,并对该实验现象的成因提出了“Avy基因甲基化”的解释,如图2所示,最终将这种现象归类为表观遗传。下列叙述正确的是(   )

A . Avy基因甲基化后会使其表达受抑制 B . Avy基因表达强度与其甲基化程度有关 C . Avy基因甲基化导致的表型变化具有可遗传的特点 D . Avy基因的遗传不遵循孟德尔的分离定律
 阅读下列材料,完成下面小题:

柳穿鱼是一种园林花卉,柳穿鱼花朵与金鱼非常类似,色彩艳丽,有较高的观赏价值。其花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。植株A的Lcyc基因在开花时表达,植株B的Lcyc基因在开花时不表达是因为该基因被高度甲基化,植株A、B的Lcyc基因相同。研究表明,DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变,从而控制基因表达。科学家将这两个植株作为亲本进行杂交,F1的花与植株A的相似,自交的F2中绝大部分植株的花与植株A的相似,少部分植株的花与植株B的相似。

  1. (1) 下列叙述错误的是(   )
    A . 基因甲基化程度越高,对基因表达影响越大 B . 基因高度甲基化导致DNA构象改变,导致基因无法表达 C . 生活在相同环境中生物个体,如果表型相同,其基因型不一定相同 D . A株与B株杂交得F1再自交得F2 , 因不遵循孟德尔的分离定律,导致后代的性状分离比不为3:1
  2. (2) 下列关于柳穿鱼种群密度的调查方法的相关叙述正确的是(   )
    A . 进行随机取样,可使统计的结果更加准确 B . 采用样方法调查植物种群密度时,对差距大的样方数值应舍弃 C . 调查种群密度时,要将位于样方线上的所有个体统计在内 D . 因土壤湿度不同导致柳穿鱼在不同地段分布有差异,体现了群落的水平结构
杂交子代在生长、成活、繁殖能力等方面优于双亲的现象称为杂种优势。研究者以两性花植物一大豆为材料进行实验,探究其杂种优势的分子机理。

亲代及F1代相关数据

指标品系

甲♂×乙♀F1

甲♀×乙♂F1

茎粗(mm)

7.9

7.4

12.5

13.5

一株粒重(g)

19.1

13.4

50.2

58.4

脂肪(%)

19.4

21.9

20.6

20.8

蛋白质(%)

36.5

34.5

36.8

37.0

  1. (1) 以甲、乙两品系作为亲本进行杂交实验获得F1 , 分别测定亲代和F1代茎粗、一株粒重、脂肪、蛋白质的含量,结果如下表1。结果表明,杂交子代F1等方面表现出了杂种优势。相同两种品系的大豆正反交所得子代相关性状不一致,推测可能与中的遗传物质调控有关。
  2. (2) 进一步研究大豆杂种优势的分子机理,发现在大豆基因组DNA上存在着很多的5′-CCGG-3′位点,其中的胞嘧啶在DNA甲基转移酶的催化下发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶。细胞中存在两种甲基化模式,如下图所示。

    大豆某些基因启动子上存在的5′-CCGG-3′位点被甲基化,会引起基因与酶相互作用方式的改变,通过影响转录过程而影响生物的(填“基因型”或“性状”),去甲基化则诱导了基因的重新活化。

在蜂群中,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 . 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 D . 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
基因启动部位被甲基化后,会抑制该基因的转录。研究发现,多种类型癌细胞的形成,与细胞的抑癌基因发生了过量甲基化有关。下列叙述错误的是(   )
A . DNA甲基化是一种可遗传的DNA序列未变化的变异 B . 启动部位的甲基化更易暴露转录模板链的碱基序列 C . 抑癌基因的表达产物能抑制细胞的不正常增殖 D . 某些DNA甲基化抑制剂可作为抗癌药物研发的候选对象
DNA甲基化是指DNA分子胞嘧啶上共价连接一个甲基,基因甲基化可以导致其不能完成转录。下列有关叙述正确的是(  )
A . 基因甲基化可能阻碍聚合酶与启动子结合 B . 基因甲基化引起的变异属于基因突变 C . 基因甲基化导致表达的蛋白质结构改变 D . 原癌和抑癌基因甲基化不会导致细胞癌变
研究发现,基因序列没有发生改变的情况下,基因表达也会发生可遗传的改变,最终导致表型的变化。如小鼠在闻到以前给予它们父辈电击而产生恐惧感的气味时,会表现出恐惧。科学家将这种遗传现象称为(   )
A . 表观遗传 B . 孟德尔遗传 C . 单基因遗传 D . 多基因遗传
柳穿鱼是一种园林花卉,其花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关,植袜A的Lcyc基因在开花时表达:植株B的Lcyc基因在开花时不表达,其不表达的原因是该基因被高度甲基化(多个碱基连接甲基基团)。科学家将这两个植株作为亲本进行杂交,所得F1的花与植株A的相似,F1自交产生的F2中绝大部分植株的花与植株A的相似,少部分植株的花与植株B的相似。下列叙述错误的是(       )
A . 基因甲基化程度越高,对基因的表达影响一般越大 B . 基因的甲基化导致碱基序列发生改变,且可遗传给后代 C . 基因甲基化可能影响了基因的转录、翻译,进而导致性状发生改变 D . 生物体内基因的碱基序列和生存的环境都相同时,其表型不一定相同
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