Question

7．表現(xiàn)遺傳是指DNA序列不改變，而基因的表達(dá)發(fā)生可遺傳的改變．DNA甲基化是表現(xiàn)遺傳中最常見的現(xiàn)象之一．某些基因在啟動(dòng)子上存在富含雙核苷酸“CG”的區(qū)域，稱為“CG島”．其中的胞嘧啶在發(fā)生甲基化后轉(zhuǎn)變成5-甲基胞嘧啶但仍能與鳥嘌呤互補(bǔ)配對(duì)．細(xì)胞中存在兩種DNA甲基化酶（如圖1所示），從頭甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；維持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位點(diǎn)，使其全甲基化．

（1）由上述材料可知，DNA甲基化不會(huì)（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）改變基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的堿基序列．
（2）由于圖2中過程①的方式是半保留復(fù)制，所以其產(chǎn)物都是半甲基化的，因此過程②必須經(jīng)過維持甲基化酶的催化才能獲得與親代分子相同的甲基化狀態(tài)．
（3）研究發(fā)現(xiàn)，啟動(dòng)子中“CG島”的甲基化會(huì)影響相關(guān)蛋白質(zhì)與啟動(dòng)子的結(jié)合，從而抑制基因的表達(dá)．
（4）小鼠的A基因編碼胰島素生長(zhǎng)因子-2（IGF-2），a基因無此功能（A、a位于常染色體上）．IGF-2是小鼠正常發(fā)育必須的一種蛋白質(zhì)，缺乏時(shí)小鼠個(gè)體矮�。�在小鼠胚胎中，來自父本的A及其等位基因能夠表達(dá)，來自母本的則不能表達(dá)．檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，這對(duì)基因的啟動(dòng)子在精子中是非甲基化的，在卵細(xì)胞中則是甲基化的．
若純合矮小雌鼠與純合正常雄鼠雜交，則F₁的表現(xiàn)型應(yīng)為全部正常．F₁雌雄個(gè)體間隨機(jī)交配，則F₂的表現(xiàn)型及其比例應(yīng)為正常：矮小=1：1．結(jié)合F₁配子中A及其等位基因啟動(dòng)子的甲基化狀態(tài)，分析F₂出現(xiàn)這種比例的原因是卵細(xì)胞中的A及其等位基因由于啟動(dòng)子甲基化而不表達(dá)，精子中的A及其等位基因由于啟動(dòng)子非甲基化而表達(dá)；并且含A的精子：含a的精子=1：1．
（5）5-氮雜胞苷（AZA）常用于臨床上治療DNA甲基化引起的疾�。�推測(cè)AZA可能的作用機(jī)制之一是：AZA在DNA復(fù)制過程中摻入DNA分子，導(dǎo)致與DNA結(jié)合的甲基化酶活性降低，從而降低DNA的甲基化程度．另一種可能的機(jī)制是：AZA與“CG島”中的胞嘧啶競(jìng)爭(zhēng)甲基化酶，從而降低DNA的甲基化程度．

Answer 1

分析 根據(jù)題意和圖示分析可知：由于表現(xiàn)遺傳是指DNA序列不改變，而基因的表達(dá)發(fā)生可遺傳的改變，說明其基因沒有發(fā)生突變．RNA聚合酶與啟動(dòng)子結(jié)合，催化基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄形成mRNA．

解答 解：（1）DNA甲基化是表現(xiàn)遺傳中最常見的現(xiàn)象之一，而表現(xiàn)遺傳是指DNA序列不改變，而基因的表達(dá)發(fā)生可遺傳的改變，所以DNA甲基化不會(huì)改變基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的堿基序列．
（2）圖2中過程①的模板鏈都含甲基，而復(fù)制后都只含一個(gè)甲基，說明過程①的方式是半保留復(fù)制，所以其產(chǎn)物都是半甲基化的．因此過程②必須經(jīng)過維持甲基化酶的催化才能獲得與親代分子相同的甲基化狀態(tài)．
（3）由于RNA聚合酶與啟動(dòng)子結(jié)合，催化基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄．研究發(fā)現(xiàn)，啟動(dòng)子中“CG島”的甲基化會(huì)影響相關(guān)蛋白質(zhì)（RNA聚合酶）與啟動(dòng)子的結(jié)合，不能合成mRNA，從而抑制基因的表達(dá)．
（4）由于在小鼠胚胎中，來自父本的A及其等位基因能夠表達(dá)，所以純合矮小雌鼠與純合正常雄鼠雜交，則F₁的表現(xiàn)型應(yīng)為全部正常．由于卵細(xì)胞中的A及其等位基因由于啟動(dòng)子甲基化而不表達(dá)，精子中的A及其等位基因由于啟動(dòng)子非甲基化而表達(dá)；并且含A的精子：含a的精子=1：1，所以F₁雌雄個(gè)體間隨機(jī)交配，則F₂的表現(xiàn)型及其比例應(yīng)為正常：矮小=1：1．
（5）5-氮雜胞苷（AZA）常用于臨床上治療DNA甲基化引起的疾病．推測(cè)AZA可能的作用機(jī)制之一是：AZA在DNA復(fù)制過程中摻入DNA分子，導(dǎo)致與DNA結(jié)合的甲基化酶活性降低，從而降低DNA的甲基化程度．另一種可能的機(jī)制是：由于胞嘧啶在發(fā)生甲基化后轉(zhuǎn)變成5-甲基胞嘧啶但仍能與鳥嘌呤互補(bǔ)配對(duì)，所以AZA與“CG島”中的胞嘧啶競(jìng)爭(zhēng)甲基化酶，從而降低DNA的甲基化程度．
故答案為：
（1）不會(huì)
（2）半保留復(fù)制   半   維持甲基化酶
（3）基因的表達(dá)
（4）全部正常    正常：矮小=1：1     卵細(xì)胞中的A及其等位基因由于啟動(dòng)子甲基化而不表達(dá)，精子中的A及其等位基因由于啟動(dòng)子非甲基化而表達(dá)；并且含A的精子：含a的精子=1：1
（5）DNA復(fù)制    胞嘧啶

點(diǎn)評(píng) 本題考查DAN復(fù)制和基因轉(zhuǎn)錄和翻譯的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生的識(shí)圖能力和判斷能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問題的能力．