【题目】斑马鱼的胚胎发育过程中要形成体轴,发育过程中沿体轴依序分化形成各种组织器官。我国科学家发现一种由于21号染色体上的hwa基因突变导致的无体轴突变品系,其胚胎形似葫芦(如图1所示)。为研究hwa基因的作用机制,研究者进行了相关研究。

(1) 胚胎在发育早期,通过基因的____实现细胞分化,从而形成体轴。

(2)为确定hwa基因的遗传机制,研究者以表现型正常但基因型不同的雌雄个体为亲本,进行了图2所示的杂交实验。(“+”表示有正常基因,“-”表示基因突变)

①目前研究表明斑马鱼无性染色体,性别受遗传和环境共同作用。实验一和实验二在遗传学上称为__交实验,两组实验F1的表现型不同,说明父本和母本对后代的影响不同。

②据实验一的F1、F2和F3表现型与基因型比例,推测_____(选填“父本”或者“母本”)的hwa基因对子代胚胎发育起作用,作出此推测的依据是__________

(3)为证实上述推测,研究者将hwa基因编码的mRNA导入母本基因型为(hwa-/-)的胚胎中,以研究hwa基因在胚胎发育中对体轴形成的影响,结果如图3所示。

注射无关mRNA的目的是_______________。实验结果显示__________

(4)综合上述研究,解释葫芦型胚胎形成的原因是_______________

(5)研究表明β-cat蛋白进入细胞核能够促进体轴正常发育,科研人员推测hwa基因编码的mRNA能够促进β-cat蛋白进入细胞核。为验证上述推测,请以母本基因型为hwa-/-的胚胎为实验材料,设计实验并预期实验结果。

【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,这一过程称为胁迫响应。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,作为____分子,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_____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,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。

(3)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(μM)

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. R基因突变体中转入含无甲基化修饰启动子的NIC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:____

 0  166176  166184  166190  166194  166200  166202  166206  166212  166214  166220  166226  166230  166232  166236  166242  166244  166250  166254  166256  166260  166262  166266  166268  166270  166271  166272  166274  166275  166276  166278  166280  166284  166286  166290  166292  166296  166302  166304  166310  166314  166316  166320  166326  166332  166334  166340  166344  166346  166352  166356  166362  166370  170175 

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