题目内容
【题目】植物在遇到不良环境影响时，会引起系列胁迫响应相关基因的表达改变，这一程称为胁迫响应。而胁迫相关基因的转录与其启动子区DNA分子的甲基化修饰（DNA分子上连入甲基基团）密切相关。为研究植物种子萌发过程中的胁迫响应机制， 科研人员进行了相关研究。
（1）ABA是一种植物激素，对植物生命活动起________作用。当植物处于胁迫状态时，体内ABA含量会升高，ABA处理可模拟外界不良环境，使植物产生胁迫响应。
（2）研究发现，拟南芥R基因编码的D酶能够切除某些基因启动子区DNA分子上的甲基基团，即DNA去甲基化，从而改变染色质结构，使_________能够与该部分启动子结合，从而开启相关基因的转录。
①科研人员以R基因突变体及野生型拟南芥种子为材料，用不同浓度ABA进行处理， 统计种子萌发率，所得实验结果如图1所示。实验结果显示，________________________，推测R基因突变体由于D酶活性丧失，种子萌发对较高浓度的ABA胁迫更加敏感，可能与胁迫响应基因启动子的甲基化程度有关。甲基化程度影响了植物对ABA的响应。
②研究发现NIC基因是胁迫条件下种子萌发所需的关键基因之一。科研人员检测了1．2μM ABA处理后，拟南芥R基因突变体及野生型种子中NIC基因启动子不同区域的DNA甲基化程度，结果如图2所示。
（注：图中甲基化程度用数字表示，绝对值越大，表明甲基化程度越高。DNA中一条单链的甲基化程度用0~1表示，另一条用-1~0表示。）
图2结果显示，突变体NIC基因启动子的A、D区域_____。
③ 结 合 上 述 研 究 ， 推 测 在 种 子 萌 发 过 程 中 ， R 基 因 突 变 体 由 于 _____，因此对ABA胁迫更加敏感。
（4）科研人员进一步选取不同拟南芥种子为材料验证了上述推测。
①实验处理及结果如下表所示，请选择a~f中的种子填入Ⅰ~Ⅲ处，在IV、V处填写正确的ABA处理浓度，选择检测指标g、h填入VI处。
组别 | 种子 | ABA浓度（M） | 检测指标 | 萌发率 |
1组 | I_____ | IV_____ | VI ___ | 80% |
2组 | II____ | 1．2 | 10% | |
3组 | III_ | V_ | 65% |
种子类型：
a．野生型 b．R基因突变体 c．NIC基因突变体 d．基因突变体中转入含无甲基化修饰启动子的NICspan>基因 e．野生型中转入含无甲基化修饰启动子的NIC基因 f ．NIC基因突变体中转入含无甲基化修饰启动子的R基因检测指标 g．NIC基因转录的mRNA h．R基因转录的mRNA
②请解释表中各组实验的萌发率结果：_____
【答案】调节 RNA聚合酶 ABA浓度为0．9、1．2μM时，突变体种子萌发率较野生型明显降低 甲基化程度显著高于野生型 缺失R基因，D酶活性丧失，不能去除NIC基因的启动子区的甲基化，导致NIC基因不能转录（转录降低） a 1.2 g b d 1.2 R基因广泛影响胁迫相关基因的表达，ABA处理下萌发率低于野生型； 转入持续表达的NIC基因，能部分回补ABA敏感萌发表型，由于胁迫应答相关基因很多，但仍有许多基因功能没有得到回补
【解析】
（1）ABA是一种植物激素，植物激素是植物体内产生的，对植物生命活动起调节作用。当植物处于胁迫状态时，体内ABA含量会升高，ABA处理可模拟外界不良环境，使植物产生胁迫响应。
（2）启动子是RNA聚合酶识别结合的部位，故拟南芥R基因编码的D酶能够切除某些基因启动子区DNA分子上的甲基基团，即DNA去甲基化，从而改变染色质结构，使RNA聚合酶能够与该部分启动子结合，从而开启相关基因的转录。
①科研人员以R基因突变体及野生型拟南芥种子为材料，用不同浓度ABA进行处理， 统计种子萌发率，分析图1实验结果可知，实验结果显示，ABA浓度为0．9、1．2μM时，突变体种子萌发率较野生型明显降低；推测R基因突变体由于D酶活性丧失，种子萌发对较高浓度的ABA胁迫更加敏感，可能与胁迫响应基因启动子的甲基化程度有关，甲基化程度影响了植物对ABA的响应。
②研究发现NIC基因是胁迫条件下种子萌发所需的关键基因之一。科研人员检测了1．2μM ABA处理后，拟南芥R基因突变体及野生型种子中NIC基因启动子不同区域的DNA甲基化程度，分析图2结果可知：在A、D区域，图中突变体甲基化数字显著高于野生型，其余区域相差不大，而图中甲基化程度用数字表示，绝对值越大，表明甲基化程度越高，故表明突变体NIC基因启动子的A、D区域甲基化程度显著高于野生型。
③ 结合上述研究推测，在种子萌发过程中，R基因突变体由于缺失R基因，导致D酶活性丧失，不能去除NIC基因的启动子区的甲基化，导致NIC基因不能转录（转录降低），因此对ABA胁迫更加敏感。
（4）科研人员进一步选取不同拟南芥种子为材料验证了上述推测。
①实验应将野生型、R基因突变体、基因突变体中转入含无甲基化修饰启动子的NIC基因的种子，分组分别用相同浓度的ABA浓度处理，检测各种子中NIC基因转录的mRNA的量即可。故所填内容如下表。
组别 | 种子 | ABA浓度（M） | 检测指标 | 萌发率 |
1组 | I、a．野生型 | IV、1.2 | VI、 g.NIC基因转录的mRNA | 80% |
2组 | II、b．R基因突变体 | 1．2 | 10% | |
3组 | III、d．基因突变体中转入含无甲基化修饰启动子的NIC基因 | V、1.2 | 65% |
②分析表中各组实验的萌发率结果可知：R基因突变体的第2组，由于R基因广泛影响胁迫相关基因的表达，故ABA处理下萌发率低于野生型（第1组）；转入持续表达的NIC基因（第3组），能部分回补ABA敏感萌发表型，由于胁迫应答相关基因很多，但仍有许多基因功能没有得到回补，故萌发率介于两者之间。
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