Question

【題目】請閱讀下面的科普短文，并回答問題：

表觀遺傳現象在生物體的生長發育過程中普遍存在。表觀遺傳機制在特定的時間通過調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。研究發現，組成染色體的DNA發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，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。研究發現，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 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 基因在毛發生長周期第 4-6 天集中表達，所以野生型小鼠呈現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），檢測其基因序列發現，Avy 基因是在A基因前端插入了一段“IAP”序列，該序列能調控 A 基因在毛發生長過程中持續表達。另一項研究發現，孕鼠食物成分不同會影響胎兒期 Avya 小鼠的毛色發育，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序列容易發生不同程度的甲基化修飾，從而失去部分或全部的調控作用。因此，Avya 小鼠可以作為環境生物反應指示器，用來研究能增加甲基化風險的環境因子如乙醇、低劑量輻射和雙酚A等對胎兒發育的影響。

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

（2）DNA 發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表現為_________（填“顯性”或“隱性”），能合理解釋AvyA小鼠表現為黃色的是__________（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

↑調控

IAP序列

（4）用Avya小鼠評估環境因子對胎兒發育的影響時，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】

根據題干信息“組成染色體的DNA發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，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，小鼠表現為黑色，當A基因表達時，小鼠表現為褐色，據此答題。

（1）基因是具有遺傳效應的DNA片段。
（2）DNA發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 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，該序列能調控 A 基因在毛發生長過程中持續表達”，由此可知AvyA小鼠表現為黃色是序號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 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序列容易發生不同程度的甲基化修飾，從而失去部分或全部的調控作用”由此可知，用Avya小鼠評估環境因子對胎兒發育的影響時，可以用小鼠毛色作為評估指標。