表现遗传是指DNA序列不改变,而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化是表现遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域,称为“CG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。
(1)由上述材料可知,DNA甲基化__________(选填“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“CG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是小鼠正常发育必须的一种蛋白质,缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中,来自父本的A及其等位基因能够表达,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的表现型应为__________。F1雌雄个体间随机交配,则F2的表现型及其比例应为________。结合F1配子中A及其等位基因启动子的甲基化状态,分析F2出现这种比例的原因是_____________。
(5)5-氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是:AZA在_________过程中掺入DNA分子,导致与DNA结合的甲基化酶活性降低,从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是:AZA与“CG岛”中的___________竞争甲基化酶,从而降低DNA的甲基化程度。
向光性是高等植物广泛存在的生理现象,是植物适应环境变化的一种体现。研究表明,单侧光照射下水稻的根会发生背光弯曲即“负向光性”。为研究IAA对水稻根负向光性运动的影响及有关作用机理,研究人员进行了相关的实验。
(1)已知Ca2+作为信号分子,在植物的多种信号转导及生长发育过程中起着重要的作用。为探究Ca2+是否会影响稻根中IAA的分布,研究人员用加入H2O、CaCl2溶液、LaCl2溶液(Ca2+通道阻断剂)以及后两者混合液的四组培养液分别培养水稻秧苗刚长出的根,在单侧光照射24h后,四组稻根均出现负向光性,每组根中IAA的分布结果如下图。
由结果可知,在单侧光照下对照组中IAA的分布情况是_________,而Ca2+作为信号分子_______。与对照组相比,后两组实验的结果表明Ca2+能__________,从而进一步证明Ca2+在根负向光性运动中对IAA分布的影响。
(2)目前已知cpt1基因编码的CPT1蛋白是水稻胚芽鞘向光性运动过程中IAA横向运输的重要载体。为探究cpt1基因是否与水稻根负向光性运动有关,研究人员对水稻秧苗刚长出的根分别进行不同处理,24h后测量稻根弯曲度(处理条件及结果见下表)。同时研究人员还测定了各组稻根中cpt1基因表达量(结果如下图)。
处理试剂与浓度 | 弯曲角度 | |
黑暗 | 单侧光照 | |
1mg▪L-1CaCl2 | 0 | 42.9 |
1mg▪L-1LaCl2 | 0 | 26.0 |
0.001mg▪L-1IAA | 0 | 38.1 |
H2O | 0 | 36.1 |
上图中的1~4表示黑暗条件下cpt1基因的表达量,7表示H2O处理组的表达量,5、6、8应分别是________处理的结果。由此可知,外源施加的四种试剂对稻根中cpt1基因表达量的影响与它们对稻根弯曲度的影响是一致的。在此实验结果基础上,并结合研究人员测定的单侧光照下cpt1基因缺失突变体水稻跟的向光侧和背光侧IAA均匀分布这一事实,推测CPT1蛋白在根中也是_____________。
(3)综合上述实验结果推测,在Ca2+信号作用下,单侧光照射下的水稻根内的IAA通过_______,导致IAA在向光侧与背光侧分布不均匀;由于根对IAA浓度________,使得两侧的生长速度表现为________,因此表现出负向光性。
下列实验操作过程需要设置对照的是
A. 观察DNA在人的口腔上皮细胞中的分布
B. 用菠菜的绿叶进行色素的提取和分离实验
C. 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验
D. 用样方法调查某草地中蒲公英的种群密度
视网膜母细胞瘤基因(R)是一种抑癌基因,杂合子(Rr)仍具有抑癌功能。杂合子在个体发育过程中,一旦体细胞的杂合性丢失形成纯合子(rr)或半合子(r),就会失去抑癌的功能而导致恶性转化。下图为视网膜母细胞增殖过程中杂合性丢失的可能机制,下列分析不正确的是
A. 1是由于含R的染色体丢失而导致半合子(r)的产生
B. 2是由于发生了染色体片段的交换而导致纯合子(rr)的产生
C. 3是由于缺失了含R的染色体片段而导致半合子(r)的产生
D. 4是由于R基因突变成了r而导致纯合子(rr)的产生
普通草蛉和下通草蛉属于两种草蛉,在北美生活在同一地域。普通草蛉在春夏是浅绿色,秋天变成棕色,前半年生活在多草地区,秋天迁移到落叶树林中,在夏天和冬天繁殖。下通草蛉则全年都是深绿色,居住在常绿林中,在春天繁殖。下列分析合理的是
A. 两种草蛉之间既有地理隔离又有生殖隔离
B. 两种草蛉的体色形态与它们的栖息环境无关
C. 两种草蛉在生态系统中所处的营养级是不同的
D. 两种草蛉的生殖隔离与栖息地偏好、繁殖时间的差异有关
科研人员探究了不同氮素水平对青花菜叶光合作用的影响,实验结果如表所示,下列分析不正确的是
组别 | 氮素水平 (mmol•L-1) | 叶绿素含量 (μg•cm-2) | 气孔导度 (mmol•m-2•s-1) | 胞间CO2浓度(μL•L-1) | 净光合速率 (μmol•m-2•s-1) |
1 | 5(低氮) | 86 | 0.68 | 308 | 19.4 |
2 | 10(中氮) | 99 | 0.84 | 304 | 20.7 |
3 | 15(偏高) | 103 | 0.85 | 301 | 21.4 |
4 | 20(高氮) | 103 | 0.84 | 295 | 22.0 |
A. 氮是叶绿素的组成元素,适当増施氮肥有利于叶绿素的合成
B. 在2、3、4组中,气孔导度不是限制净光合速率升高的因素
C. 第4组的净光合速率高于第3组,与胞间CO2浓度下降密切相关
D. 一定范围内增多氮素浓度,可提高青花菜叶片的净光合速率