《2025年三维随堂精练高中生物必修2人教版》

17. 表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含CpG（二核苷酸）的区域，称为“CpG岛”，其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5 - 甲基胞嘧啶，但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶（如图1所示），从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化。回答下列问题：

(1) 由上述材料可知，DNA甲基化____（填“会”或“不会”）改变基因转录产物的碱基序列。
(2) 由于图2中过程①的方式是__________，所以其产物都是__________甲基化的，因此过程②必须经过__________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(3) 研究发现，启动子中“CpG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制______________________________。
(4) 小鼠的A基因编码胰岛素生长因子 - 2（IGF - 2），a基因无此功能（A、a位于常染色体上）。IGF - 2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A及a基因能够表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F₁的表型应为________。精子A:a = 1:1，且卵细胞中的A和a由于启动子甲基化不表达，精子中的A和a由于启动子非甲基化可以表达，所以F₁雌雄个体间随机交配，后代F₂的表型及其比例应为________________。

答案： （1）不会（2）半保留复制 半 维持甲基化酶（3）基因的表达（4）全部正常 正常:矮小=1:1
解析：（1）由题干信息可知，胞嘧啶在发生甲基化后仍能与鸟嘌呤互补配对，所以DNA甲基化不会改变基因复制产物的碱基序列。（2）图2中过程①的模板链都含甲基，而复制后只有一条链含有甲基，说明过程①的方式是半保留复制，所以其产物都是半甲基化的，因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。（3）由于RNA聚合酶与启动子结合，催化基因进行转录。研究发现，启动子中“CpG岛”的甲基化会影响RNA聚合酶与启动子的结合，不能合成mRNA，从而抑制基因的表达。（4）由于在小鼠胚胎中，来自父本的A及a基因能够表达，所以纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，F₁的表型应为全部正常。卵细胞中的A及a基因由于启动子甲基化而不表达，精子中的A及a基因由于启动子非甲基化而表达，并且含A的精子:含a的精子=1:1，所以F₁雌雄个体间随机交配，则F₂的表型及其比例应为正常:矮小=1:1。

18. 囊性纤维化是北美白种人中常见的一种遗传病，由一对等位基因控制，其致病机理如图所示。请回答下列有关问题：

(1) 据图分析，①过程需要________酶参与催化反应，②过程发生的场所是________。
(2) 异常CFTR蛋白在第508位缺失一个氨基酸（苯丙氨酸）的根本原因是________，缺失氨基酸后，CFTR蛋白的空间结构____（填“改变”或“不变”）。
(3) 囊性纤维化的实例表明，基因表达产物与性状的关系是__________________________。
(4) 一对表型正常的夫妇生育了一个患囊性纤维化的女儿，推测CFTR基因位于________（填“常染色体”或“性染色体”）上。该夫妇第二胎生下一对表型均正常的“龙凤胎”，则这对“龙凤胎”均为携带者的概率为________。

答案： （1）RNA聚合 核糖体(或细胞质)（2）正常CFTR基因缺失了3个碱基，成为异常CFTR基因 改变（3）基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状（4）常染色体 4/9
解析：（1）据图分析，①过程表示转录，需要RNA聚合酶参与催化反应，②过程表示翻译，发生的场所是核糖体(或细胞质)。（2）据图分析，异常CFTR蛋白在第508位缺失一个氨基酸，推测异常CFTR基因比正常CFTR基因少3个碱基，异常CFTR蛋白的氨基酸数目减少，其空间结构和功能发生改变。（3）囊性纤维化实例说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。（4）由一对表型正常的夫妇生育了一个患囊性纤维化的女儿，可推测CFTR基因位于常染色体上。“龙凤胎”是异卵双胞胎，二者均是携带者的概率为2/3×2/3 = 4/9。