高中 | 第1节 基因指导蛋白质的合成 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第四章 基因的表达

第1节 基因指导蛋白质的合成

$\rm DNA$甲基化是$\rm DNA$化学修饰的一种形式,能影响表型,也能遗传给子代。在蜂群中,雌蜂幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王,而以花粉和花蜜为食的幼蜂将发育成工蜂。研究发现,$\rm DNMT3$蛋白是核基因$\rm DNMT3$表达的一种$\rm DNA$甲基化转移酶,能使$\rm DNA$某些区域添加甲基基团。回答下列问题:

蜜蜂细胞中$\rm DNMT3$基因发生图$\rm 1$中的过程①称为                 ,过程②需要的原料是                 

[["转录","氨基酸"]]

过程①是转录过程,其中$\rm DNMT3$基因是核基因,因此过程①发生在细胞核内;过程②为翻译过程,发生在核糖体中,需要的原料为氨基酸。

由图$\rm 2$可知发生甲基化后                 (填“会”或“不会”)改变基因的碱基序列。图$\rm 3$表示$\rm DNA$甲基化对该基因表达的影响,由图$\rm 3$可知$\rm DNA$甲基化会影响$\rm RNA$聚合酶与启动子的识别,从而直接影响了                 的合成。

[["不会","$\\rm mRNA$"]]

分析图$\rm 2$可知,基因甲基化不改变基因的碱基序列,但会影响转录,从而影响基因的表达。图$\rm 3$显示基因的甲基化区域发生在启动子,从而影响$\rm RNA$聚合酶与启动子的结合,抑制转录过程,直接影响了$\rm mRNA$的形成。

已知注射$\rm DNMT3\;\rm s\;\rm iRNA$ (小干扰$\rm RNA$)能使$\rm DNMT3$基因表达沉默,蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂,为验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素,取多只生理状况相同的雌蜂幼虫,均分为$\rm A$$\rm B$两组做不同处理,其他条件相同且适宜,饲喂一段时间后,观察并记录幼蜂发育情况,完成下表。

组别处理方式饲养方式培养条件预期结果
$\rm A$不做处理                            相同且适宜                          
$\rm B$                      饲喂花粉和花蜜                           
[["注射适量的$\\rm DNMT3\\;\\rm siRNA$","饲喂花粉和花蜜","发育为工蜂","发育为蜂王"]]

根据题干可知$\rm DNMT3\;\rm s\;\rm iRNA$能使$\rm DNMT3$基因表达沉默,基因的甲基化程度降低,雌蜂幼虫发育成蜂王。实验的自变量为有无$\rm DNMT3\;\rm s\;\rm iRNA$,因变量是幼蜂的发育类别。据此取多只生理状况相同的雌蜂幼虫,均分为$\rm A$$\rm B$两组;$\rm A$组不作处理,$\rm B$组注射适量的$\rm DNMT3\;\rm s\;\rm iRNA$,其他条件相同且适宜;均用花粉和花蜜饲喂一段时间后,观察并记录幼蜂发育情况。如果$\rm A$组发育成工蜂,$\rm B$组发育成蜂王,则能验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。

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