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學(xué)習(xí)下面材料,回答相關(guān)問(wèn)題。
貓的毛色由位于X染色體上的一對(duì)等位基因控制(黑色B,黃色b)。B對(duì)b為完全顯性,但雜合子的毛色卻表現(xiàn)為黑、黃斑塊的混合體,取名“玳瑁貓”。
玳瑁貓為什么會(huì)呈現(xiàn)黑黃斑塊的毛色呢?1949年,巴爾等人發(fā)現(xiàn)在雌貓的神經(jīng)細(xì)胞間期核中有一個(gè)染色很深的染色質(zhì)小體(命名為巴氏小體)而雄貓中沒(méi)有。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),巴氏小體是一條凝縮且失活的X染色體。人體細(xì)胞中也存在巴氏小體,若X染色體有兩條或多條時(shí),巴氏小體數(shù)比X染色體數(shù)少1條。
1961年,萊昂提出了“萊昂假說(shuō)”,認(rèn)為“巴氏小體是遺傳上失活的X染色體,這種失活在胚胎發(fā)育早期隨機(jī)發(fā)生,且在體細(xì)胞中不可逆轉(zhuǎn)。一旦細(xì)胞中某條X染色體失活,由該細(xì)胞增殖而來(lái)的所有子細(xì)胞都具相同的失活X染色體”。該觀點(diǎn)很好地解釋玳瑁貓毛色的原因。
X染色體失活是如何發(fā)生的呢?研究表明,X染色體的失活起始于“X染色體失活中心”的Xist基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生長(zhǎng)鏈非編碼XistRNA分子。胚胎發(fā)育早期,Xist基因在一條X染色體上強(qiáng)烈表達(dá),并包裹該染色體。XistRNA本身并不能引發(fā)沉默,但它聚集了其他修飾和濃縮染色質(zhì)的因子,這些因子可能促使DNA甲基化和組蛋白修飾的發(fā)生。通常在失活的染色體上,會(huì)有許多基因的啟動(dòng)子甲基化而失去了轉(zhuǎn)錄活性,而Xist基因卻沒(méi)有被甲基化,可以持續(xù)產(chǎn)生XistRNA,而另一條有活性的X染色體可以轉(zhuǎn)錄形成TsixRNA,TsixRNA可以與XistRNA互補(bǔ)配對(duì),抑制XistRNA的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。其次,與細(xì)胞內(nèi)其他染色體相比,失活的X染色體的乙?;潭纫秃芏?,而組蛋白的去乙?;c基因組不轉(zhuǎn)錄的區(qū)域相關(guān);XistRNA招募的修飾因子促使H3組蛋白第27位賴氨酸甲基化,可以誘導(dǎo)異染色質(zhì)(轉(zhuǎn)錄活性低)的形成,從而抑制該區(qū)域基因表達(dá)。請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題。
(1)由文中信息可知,玳瑁貓的性別一定是
性。玳瑁貓的黑、黃斑塊毛色是由兩種產(chǎn)生色素的細(xì)胞決定,當(dāng)不同的產(chǎn)色素干細(xì)胞分裂時(shí),同一來(lái)源的子代色素細(xì)胞位置靠近,形成一片聚集區(qū)。請(qǐng)結(jié)合文中信息分析如圖,表示Y和H區(qū)域的細(xì)胞示意圖分別是
丁和丙
丁和丙
(填出圖中的正確選項(xiàng))。
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(2)結(jié)合文意,玳瑁貓與黑色貓雜交后代中的表現(xiàn)型(包括顏色和性別)及其比例為
黑色雌貓:玳瑁貓(雌):黑色雄貓:黃色雄貓=1:1:1:1
黑色雌貓:玳瑁貓(雌):黑色雄貓:黃色雄貓=1:1:1:1
。
(3)請(qǐng)根據(jù)文章內(nèi)容推測(cè):正常雄性哺乳動(dòng)物在胚胎發(fā)育過(guò)程中,體細(xì)胞中Xist基因
不會(huì)
不會(huì)
(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)大量轉(zhuǎn)錄。
(4)文中提到的與X染色體失活機(jī)制相關(guān)的表觀遺傳方式有哪些?
ABCD
ABCD
。(多選)
A.DNA甲基化
B.組蛋白的去乙?;?br />C.非編碼RNA的調(diào)控
D.組蛋白的甲基化修飾
(5)對(duì)巴氏小體的研究具有一定的應(yīng)用價(jià)值,比如:
①鑒定性別:一些需要進(jìn)行力量和速度比拼的體育項(xiàng)目在比賽前通常會(huì)對(duì)參加
女子
女子
(男子或女子)項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員的白細(xì)胞進(jìn)行染色鏡檢,若發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員細(xì)胞中
無(wú)巴氏小體
無(wú)巴氏小體
時(shí),將不能參加該項(xiàng)比賽。此方法比性染色體組成的檢測(cè)更簡(jiǎn)便易行。
②性染色體數(shù)目異常原因分析:某克氏綜合征患者性別為男性,但先天睪丸發(fā)育不良,經(jīng)鏡檢發(fā)現(xiàn)是性染色體異常,體細(xì)胞中有47條染色體,細(xì)胞核中有1個(gè)巴氏小體。推斷患者的性染色體組成最可能是
XXY
XXY
。若該患者的母親卵細(xì)胞正常,推測(cè)其父親產(chǎn)生異常精子的性染色體組成是
XY
XY
,原因是
在減數(shù)第一次分裂后期,X、Y染色體沒(méi)有分離
在減數(shù)第一次分裂后期,X、Y染色體沒(méi)有分離

【答案】雌;丁和丙;黑色雌貓:玳瑁貓(雌):黑色雄貓:黃色雄貓=1:1:1:1;不會(huì);ABCD;女子;無(wú)巴氏小體;XXY;XY;在減數(shù)第一次分裂后期,X、Y染色體沒(méi)有分離
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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