【題目】
基因與環(huán)境的“共舞”
生物體的細(xì)胞中有一本生命之書(shū)——基因組。人的生命源于一個(gè)受精卵,初始的全能或多能細(xì)胞中的DNA,在轉(zhuǎn)錄因子的協(xié)同作用下被激活或抑制,讓細(xì)胞走向不同的“命運(yùn)”,最終在細(xì)胞中表達(dá)“一套特定組合”的基因。
生命處于不斷變化的環(huán)境中,億萬(wàn)年的進(jìn)化讓生命之書(shū)中蘊(yùn)藏了應(yīng)對(duì)環(huán)境變化的強(qiáng)大潛力。細(xì)胞中基因的表達(dá)始于染色質(zhì)的解螺旋,各種轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合到DNA上,啟動(dòng)表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn),這些過(guò)程中都存在著調(diào)控,這種調(diào)控不改變DNA序列,但會(huì)對(duì)基因進(jìn)行修飾,從而引起基因表達(dá)的變化及表型改變,并且有的改變是可遺傳的,即表觀遺傳。例如DNA上結(jié)合一個(gè)甲基基團(tuán)(甲基化),能引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象的改變,從而改變基因表達(dá)。表觀遺傳提供了基因何時(shí)、何處、合成何種RNA及蛋白的指令,從而更精確地控制著基因表達(dá)。
表觀遺傳是個(gè)體適應(yīng)外界環(huán)境的機(jī)制,在環(huán)境變化時(shí),生物可以通過(guò)重編程消除原有的表觀遺傳標(biāo)記,產(chǎn)生適應(yīng)新環(huán)境的表觀遺傳標(biāo)記,這樣既適應(yīng)了環(huán)境變化,也避免了DNA反復(fù)突變?cè)斐傻娜旧w不穩(wěn)定與遺傳信息紊亂。
表觀遺傳與人的發(fā)育和疾病密不可分。胚胎發(fā)育早期,建立與子宮內(nèi)環(huán)境相適應(yīng)的表觀遺傳修飾是胚胎發(fā)育過(guò)程的核心任務(wù)。母體的飲食、供氧、感染、吸煙等與后代的高血壓、II型糖尿病等疾病密切相關(guān)。表觀遺傳改變?cè)黾恿嘶加刑囟膊〉娘L(fēng)險(xiǎn),但人體可在相當(dāng)程度上忍受這些改變而不發(fā)病,經(jīng)歷十幾年或者幾十年的持續(xù)壓力,表觀修飾的彈性被耗盡,細(xì)胞或者組織再也無(wú)法正常行使功能,從而產(chǎn)生疾病。
現(xiàn)代進(jìn)化理論認(rèn)為生物進(jìn)化是種群基因頻率的改變,現(xiàn)代分子遺傳學(xué)則認(rèn)為基因型決定生物個(gè)體的表型。然而,表觀遺傳學(xué)的研究表明,遺傳并不是那么簡(jiǎn)單,表觀遺傳對(duì)遺傳觀的沖擊,也使進(jìn)化觀的討論更加復(fù)雜。
生命本質(zhì)上是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體,基因與環(huán)境的“共舞”,才會(huì)奏響生命與環(huán)境相適應(yīng)、協(xié)同進(jìn)化的美妙“樂(lè)章”。
(1)全能或多能細(xì)胞走向不同“命運(yùn)”的過(guò)程稱(chēng)為_______,依據(jù)本文,這一過(guò)程是________的結(jié)果。
(2)遺傳學(xué)家提出中心法則,概括了自然界生物的遺傳信息傳遞過(guò)程。請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)繪出已概括的中心法則圖_______。
(3)基因突變和基因重組不屬于表觀遺傳,其原因是基因突變和基因重組_______發(fā)生了改變。
(4)人們用“病來(lái)如山倒”形容疾病的發(fā)生比較突然。請(qǐng)結(jié)合文中內(nèi)容,用30字內(nèi)的一句話(huà),作為反駁這種觀點(diǎn)的內(nèi)容:_______。
(5)在進(jìn)化上,有一種觀點(diǎn)叫做“獲得性遺傳”,認(rèn)為“獲得的變異可遺傳給后代”。從基因與環(huán)境關(guān)系角度,這種觀點(diǎn)是否有科學(xué)依據(jù)?請(qǐng)結(jié)合本文闡述理由:_______。
【答案】細(xì)胞分化 基因選擇性表達(dá)和表觀遺傳共同作用 染色體的DNA序列 疾病是環(huán)境因素持續(xù)作用下,表觀修飾彈性被耗盡的結(jié)果 有,環(huán)境變化可引起基因的表觀修飾,這種變異有可能遺傳(或“沒(méi)有,環(huán)境變化若未引起基因的表觀修飾,這種變異不遺傳”)
【解析】
中心法則及其發(fā)展:生物體內(nèi)遺傳信息傳遞的一般規(guī)律是中心法則。(1)遺傳信息可以從DNA流向DNA,即DNA的復(fù)制。(2)可以從DNA流向RNA,進(jìn)而流向蛋白質(zhì)即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯,后來(lái),中心法則又補(bǔ)充了遺傳信息RNA流向RNA和RNA流向DNA兩條途徑。
(1)文中所講的全能或多能細(xì)胞走向不同“命運(yùn)”的過(guò)程是基因選擇性表達(dá)的過(guò)程,稱(chēng)為細(xì)胞分化,依據(jù)本文的論點(diǎn)可知,這一過(guò)程是基因選擇性表達(dá)和表觀遺傳共同作用的結(jié)果。
(2)由分析可知,遺傳學(xué)家提出中心法則,概括了自然界生物的遺傳信息傳遞過(guò)程。其中遺傳信息傳遞過(guò)程如下:
(3)題意顯示,表觀遺傳是個(gè)體適應(yīng)外界環(huán)境的機(jī)制,在環(huán)境變化時(shí),生物可以通過(guò)重編程消除原有的表觀遺傳標(biāo)記,產(chǎn)生適應(yīng)新環(huán)境的表觀遺傳標(biāo)記,這樣既適應(yīng)了環(huán)境變化,也避免了DNA反復(fù)突變?cè)斐傻娜旧w不穩(wěn)定與遺傳信息紊亂,即表觀遺傳是一種遺傳修飾,而遺傳物質(zhì)并未改變,而基因突變和基因重組使染色體的DNA序列發(fā)生了改變,因此基因突變和基因重組不屬于表觀遺傳。
(4)題意顯示,表觀遺傳改變?cè)黾恿嘶加刑囟膊〉娘L(fēng)險(xiǎn),但人體可在相當(dāng)程度上忍受這些改變而不發(fā)病,經(jīng)歷十幾年或者幾十年的持續(xù)壓力,表觀修飾的彈性被耗盡,細(xì)胞或者組織再也無(wú)法正常行使功能,從而產(chǎn)生疾病,簡(jiǎn)言之,患病是因?yàn)樵诃h(huán)境因素持續(xù)作用下,表觀修飾彈性被耗盡的結(jié)果,因此用“病來(lái)如山倒”形容疾病的發(fā)生是不合適的。
(5)進(jìn)化使得生命蘊(yùn)藏了應(yīng)對(duì)環(huán)境變化的強(qiáng)大潛力,研究發(fā)現(xiàn),進(jìn)化過(guò)程中存在著表觀遺傳,即存在著調(diào)控,這種調(diào)控不改變DNA序列,但會(huì)對(duì)基因進(jìn)行修飾,從而引起基因表達(dá)的變化及表型改變,并且有的改變是可遺傳的。因此“獲得性遺傳”有道理,即環(huán)境變化可引起基因的表觀修飾,這種變異有可能遺傳。
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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:
【題目】水稻是自花傳粉的植物,其雜種一代會(huì)出現(xiàn)雜種優(yōu)勢(shì)(產(chǎn)量等性狀優(yōu)于雙親),但這種優(yōu)勢(shì)無(wú)法在自交后代中保持?蒲腥藛T為解決這一問(wèn)題做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答問(wèn)題:
(1)自然條件下,篩選出水稻品種ZH11的雄性不育突變體(hms1)。在雜交育種中,雄性不育植株只能作為親本中的____________(父本/母本),其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是不必進(jìn)行__________操作,極大地減輕了人的工作量。
(2)若將野生型ZH11和突變體(hms1)雜交,F2中突變型占1/4,說(shuō)明這對(duì)相對(duì)性狀是由__________對(duì)基因控制的,遵循__________定律。
(3)為研究濕度與雄性不育突變體產(chǎn)生的關(guān)系,研究人員將野生型ZH11和突變體(hms1)分別在不同濕度條件下自交,結(jié)實(shí)率如圖1,將野生型和突變體的花粉放置于高濃度溶液中做脫水實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖2:
由圖1實(shí)驗(yàn)結(jié)果突變體在__________條件下表現(xiàn)為雄性不育。
由圖2實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè):突變體的花粉可能在結(jié)構(gòu)或化學(xué)組成方面存在缺陷,導(dǎo)致花粉___________________,產(chǎn)生雄性不育突變體。
(4)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),突變體的產(chǎn)生是由于HMS1基因插入了8個(gè)堿基對(duì)而發(fā)生基因突變,轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>hms1基因后,其轉(zhuǎn)錄出的mRNA,在翻譯時(shí)_____________________,使花粉細(xì)胞中催化脂肪酸鏈延伸的酶A分子量變小。特長(zhǎng)鏈脂肪酸的缺少會(huì)影響花粉壁中含油層的形成。
(5)綜上研究,闡述產(chǎn)生雄性不育突變體的可能機(jī)理_________________。
(6)結(jié)合以上材料,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)對(duì)利用hms1培育生產(chǎn)用水稻雜交種或如何保存突變體(hms1)其一的簡(jiǎn)要流程____________________。
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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖是反射弧的局部結(jié)構(gòu)示意圖。電表的電極連接在神經(jīng)纖維的膜外,其中b點(diǎn)為電表②兩接線(xiàn)端之間的中點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是( )
A.b點(diǎn)受刺激時(shí)膜外電位由正變負(fù)
B.刺激b點(diǎn)時(shí),電表①的指針也會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)
C.刺激b點(diǎn),肌肉收縮,即為發(fā)生了反射活動(dòng)
D.興奮由神經(jīng)元b傳到神經(jīng)元c的過(guò)程不需要消耗能量
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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖是我國(guó)常見(jiàn)的一種生態(tài)農(nóng)業(yè)示意圖,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題:
(1)從物質(zhì)和能量的角度思考,生態(tài)農(nóng)業(yè)遵循_________和__________的生態(tài)學(xué)基本原理。農(nóng)作物、雞分別屬于該生態(tài)系統(tǒng)成分中的________、________。
(2)該生態(tài)系統(tǒng)由生產(chǎn)者和消費(fèi)者構(gòu)成的捕食食物鏈共有_____條,這些食物鏈彼此相互交錯(cuò)連接共同構(gòu)成一個(gè)食物網(wǎng),食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)的______結(jié)構(gòu)。
(3)建立該生態(tài)系統(tǒng)的意義有____________
①減少化肥的利用 ②開(kāi)發(fā)沼氣等清潔能源
③提高能量傳遞效率 ④廢物資源化,增加經(jīng)濟(jì)效益
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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:
【題目】科研人員得到黃體隱性突變體果蠅(M),M的體重比野生型(黑體)小。為研究是否可將黃體基因作為篩選體重性狀的標(biāo)記基因,進(jìn)行圖1所示雜交實(shí)驗(yàn)。
(1)F1雌蠅的表現(xiàn)型為_______。將F1雌蠅與野生型雄蠅雜交,在全部F2個(gè)體中,黑體:黃體的比例約為_______。F2雄蠅中II號(hào)個(gè)體的X染色體上攜帶黃體基因片段,其原因是________。
(2)科研人員選擇F2中的黃體雄蠅,進(jìn)行圖2所示雜交實(shí)驗(yàn)。
①與步驟3的黃體雄蠅相比,步驟5的黃體雄蠅的X染色體上,來(lái)自野生型果蠅的區(qū)段所占比例________(填“增大”或“減小”)。
②科研人員從步驟1~21所做的雜交和篩選工作,其目的是_________。
③利用步驟21得到的黃體雄蠅,培育純合黃體雌蠅的雜交方案是:_______,從而建立黃體果蠅品系(果蠅N)。
(3)科研人員測(cè)定野生型、黃體果蠅M和N的體重,得到圖3所示結(jié)果。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)________。
(4)利用黃體基因作為標(biāo)記基因,可在幼體階段預(yù)測(cè)成年個(gè)體的體重,并輔助篩選。請(qǐng)?jiān)诩仪莼蜣r(nóng)作物的生產(chǎn)實(shí)踐方面,舉出一個(gè)利用性狀標(biāo)記輔助篩選的實(shí)例:_______。
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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:
【題目】研究人員在不同季節(jié)對(duì)一小型湖泊水體進(jìn)行采樣,調(diào)查浮游藻類(lèi)的數(shù)量和種類(lèi),結(jié)果如下圖所示。 下列敘述符合生態(tài)學(xué)原理的是( )
A.溫度是影響該水體中藻類(lèi)種群變化的重要因素
B.如果該水體發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化,藻的種類(lèi)會(huì)有所增加
C.夏季可能是該湖泊中浮游動(dòng)物種類(lèi)最多的季節(jié)
D.浮游藻類(lèi)中的氧元素會(huì)有10%~ 20%進(jìn)入浮游動(dòng)物
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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:
【題目】ClB品系果蠅具有一條正常的X染色體(X+)和一條含CB區(qū)段的X染色體(),其中C表示染色體上的倒位區(qū),可抑制X染色體間交叉交換;l基因?qū)е滦坌怨壟咛ブ滤溃?/span>B為顯性棒眼基因。ClB品系可用于隱性突變和致死突變的檢測(cè);卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)ClB品系果蠅的染色體出現(xiàn)倒位區(qū),表明該品系果蠅發(fā)生了_________變異。
(2)自然狀態(tài)下一般不存在基因型為的果蠅,原因是________________________。
(3)下圖是研究ⅹ射線(xiàn)對(duì)正常眼果蠅Ⅹ染色體誘變示意圖。
F1代中棒眼個(gè)體為_______________(填雄性或雌性),所占比例為_____________。為了鑒定X染色體上是否發(fā)生了隱性突變,可用正常眼雄蠅和F1中的ClB雌果蠅雜交,若雜交后代中________________,則說(shuō)明X染色體上發(fā)生了隱性突變。
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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:
【題目】人體血糖的相對(duì)穩(wěn)定是神經(jīng)系統(tǒng)和多種激素共同作用的結(jié)果。如圖為人進(jìn)食后,血液中胰島素和胰高血糖素濃度的變化情況。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)圖中曲線(xiàn)a、b分別表示________、_________________。
(2)當(dāng)血糖升高時(shí),下丘腦通過(guò)分泌__________(填“神經(jīng)遞質(zhì)”或“激素”)調(diào)節(jié)胰島B細(xì)胞的活動(dòng)。某糖尿病患者體檢時(shí),發(fā)現(xiàn)體內(nèi)的胰島素含量正常,但其體內(nèi)的血糖濃度卻較高,可能的原因是________________________________________________________。
(3)有一種糖尿病,是因?yàn)榛颊唧w內(nèi)某種T細(xì)胞過(guò)度激活為效應(yīng)T細(xì)胞后,選擇性地與胰島B細(xì)胞密切接觸,導(dǎo)致胰島B細(xì)胞死亡而發(fā)病,這種糖尿病屬于_____________病;颊______(填“能”或“不能”)用定期注射胰島素的方法控制血糖。
(4)與神經(jīng)調(diào)節(jié)相比,體液調(diào)節(jié)的特點(diǎn)有,作用途徑是通過(guò)______________;作用范圍較為____________等。
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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖為某果蠅四條染色體上部分基因示意圖,下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.該果蠅的表現(xiàn)型為長(zhǎng)翅灰身剛毛白眼
B.圖示基因在染色體上的位置可用熒光標(biāo)記技術(shù)測(cè)定
C.丙和丁染色體在減數(shù)第一次分裂前期可發(fā)生部分聯(lián)會(huì)
D.若減數(shù)分裂時(shí),基因D、e、a、b出現(xiàn)在細(xì)胞的同一極,則說(shuō)明發(fā)生了交叉互換
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