人体中的促红细胞生成素(EPO)是由肾皮质、肾小管周围间质细胞和肝脏分泌的一种激素样物质,能够促进红细胞生成。服用促红细胞生成素可以使患肾病贫血的病人增加血流比溶度(即增加血液中红细胞百分比)。EPO兴奋剂正是根据促红细胞生成素的原理人工合成,它能促进肌肉中氧气生成,从而使肌肉更有劲、工作时间更长。当机体缺氧时,低氧诱导因子(HIF)与促红细胞生成素(EPO)基因的低氧应答元件(非编码蛋白质序列)结合,使EPO基因表达加快,促进EPO的合成,过程如下图所示,回答下列问题:
(1)HIF基因的本质是___________________,其独特的________________可为复制提供精确的模板。
(2)请用中心法则表示出肾皮质、肾小管周围间质细胞中遗传信息的传递方向:_______________________________________。
(3)过程①除必需的酶外,还需要的条件有________________,过程②中,除mRNA外,还需要的RNA有__________________。
(4)HIF在___________(填“转录”或“翻译”)水平调控EPO基因的表达,促进EPO的合成,此外,细胞还可以通过__________________来加快EPO合成的速度。
(5)癌细胞因迅速增殖往往会造成肿瘤附近局部供氧不足,但可通过提高HIF蛋白的表达,刺激机体产生红细胞,为肿瘤提供更多氧气和养分。根据上述机制,请简述一种治疗癌症的措施。__________________________
研究人员以大肠杆菌为实验材料,运用同位素标记技术、密度梯度离心等方法研究DNA复制的机制。关于DNA复制,科学家曾提出三种假说,如图所示。请回答下列问题:
(1)研究人员先用含有15NH4Cl培养液培养大肠杆菌,让大肠杆菌繁殖多代,培养液中的氮可被大肠杆菌用于合成四种__________分子,作为DNA复制的原料,最终得到含15N的大肠杆菌,DNA单链中两个碱基之间通过__________________相连。
(2)将含15N的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中,繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA(F1DNA),进行密度梯度离心,得到如下图离心管A中的条带分布,将F1DNA用解旋酶处理后进行密度梯度离心,得到如图离心管B中的条带分布。根据实验结果,某同学排除了“弥散复制”假说,依据是__________。但该同学错误地认为仅根据离心管B中的条带分布就能说明DNA的复制是半保留复制,你反驳他的理由是_____________________________。
(3)为了进一步验证假说,研究人员将上述F1代大肠杆菌继续在含14N的培养基上再繁殖一代,进行密度梯度离心,请预测支持“半保留复制”假说的实验结果:离心后DNA分子在离心管中的条带分布是__________________。
(4)如上图表示细胞中某DNA分子复制的过程,已知该DNA分子含有48502个碱基对,而子链延伸的速度为105个碱基对/min,则此DNA复制约需要30s,而实际时间远远小于30 s,据图分析其原因是____________________________。
兴趣小组通过显微镜观察来研究马蛔虫减数分裂的过程,下图为绘制的减数分裂各时期的细胞分裂示意图(染色体不同颜色表示来自不同亲本),请回答下列问题:
(1)马蛔虫的受精卵中染色体数目为4条,而精子与卵细胞的染色体数目为2条,图3、图4细胞的出现,可以推测图2细胞形成的原因是_________________________。
(2)由图1到形成图2的过程,核DNA分子数目的变化是___________________,图3、图4细胞的出现,说明染色体发生的行为变化是___________________________。
(3)将图1细胞中的一条染色体DNA分子用15N标记,正常情况下该细胞形成的精细胞中,含15N标记的细胞所占的比例是_______;图1细胞的基因型是AaXBY,该细胞产生精子的基因型为A、AXBXB、aY 、aY,可推断减数分裂过程发生的异常是________。
果蝇是遗传学研究中常用的模式生物,科学家发现了在自然界能够正常存活的异常品系雌果蝇,其性染色体中含有Y染色体和并联X染色体,染色体组成可表示为(如下图所示)。已知果蝇的棒眼基因(A表示)和圆眼基因(a表示)是仅位于X染色体上的等位基因。请回答相关问题:
(1)现有正常性染色体组成的棒眼雌果蝇若干只,它们的基因型为__________。要确定其中某只果蝇是否为杂合子,可让其与棒眼雄果蝇交配,若后代中______________,则该果蝇为杂合子。
(2)科学家将该异常品系雌果蝇与正常品系雄果蝇交配,发现子代的性染色体组成只有2种,说明性染色体组成为____________的果蝇不能存活。
(3)实验室中因标签脱落无法识别瓶中的棒眼雌果蝇是否为异常品系,请帮忙完善杂交实验,予以鉴别。
杂交实验:取瓶中的棒眼雌果蝇与圆眼雄果蝇交配,若后代________________,则瓶中果蝇为异常品系;若后代____________________________,则瓶中果蝇为正常品系。
某作物的花为两性花,植株高秆(A)对矮秆(a)为显性,抗病(B)对易感病(b)为显性,相关基因位于常染色上。现用纯合高秆抗病的植株(甲)与矮秆易感病的植株(乙)作亲本杂交得F1,再让F1与乙进行杂交。请回答问题:
(1)该作物的高秆与矮秆、抗病与易感病可以被称为________________,作出该判断的依据是________________________。
(2)杂交时,对母本的处理是:在母本花粉未成熟时,进行_______,然后在花朵外套袋,这些操作的目的是_______。待父本花粉成熟时,进行人工授粉、再套袋。
(3)F1与植株乙进行杂交的结果为_______________________时,可说明上述基因位于两对染色体上。
(4)现已证明上述基因位于两对染色体上,则F1与植株乙的杂交后代中,矮秆抗病植株能否稳定遗传?如何进一步处理,以获得纯合矮秆抗病品种?_______________________________。
(5)若让F1植株之间随机杂交,则理论上F2的高秆抗病植株中,杂合子占___。
表观遗传现象普遍存在于生物体生命活动过程中,下列有关表观遗传的叙述,正确的是( )
A.柳穿鱼Leyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达
B.基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关
C.表观遗传现象发生在减数分裂产生配子的过程中,能遗传给后代
D.构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达