在哺乳动物体细胞核中,有的X染色体常浓缩成染色较深的染色质体,此即为巴氏小体。研究者普遍认为,巴氏小体的形成是与XIST基因的特异性表达有关, 大量的XIST顺式作用在其中一条X染色体上,引发了该条染色质的广泛甲基化,从 而导致异染色质的形成。请分析回答下列问题
(1)显微镜下观察巴氏小体时,需用 染色后制片。某些性染色体数目异常的细胞核具有不同数目的巴氏小体,如XXY有1个、XXX有2个、XXX有3个,而XO没有巴氏小体,由此推测X染色体浓缩成巴氏小体的生物学意义是维 持雌性个体与雄性个体的x染色体上 量相同。
(2)为探究胚胎发育早期X染色体上Xist基因的表达与x染色体失活的关系,科研 人员将某种雌鼠的胚胎干细胞(PGK细胞)中两条X染色体分别记为X1和 X2(如图1 ),通过基因工程方法将其中X2的Xist基因敲除,获得XT细胞。对PGK 细胞、XT细胞及由它们分化形成的细胞中E和e基因的表达量进行定童分析,实验结果如图2所示。
①由图2分析,火多数PGK和XT细胞中的X染色体 。PGK分化细胞中E基因和e基因表达量高于 80%的细胞数目接近相等,说明X染色体失活是 的。
②由图2分析,XT分化细胞中 染色体失活,实验结果表明 。
③PGK分化细胞的不同细胞中E、e基因表达的差异,是由于这些细胞的 不同。
(3)据上述实验推测,在胚胎发育过程中,雄性哺乳动物体细胞中Xist基因 (填“会”或“不会”)转录。一般情况下,红绿色盲基因携带者的表现型是 。
甲磺酸乙酯(EMS)能使DNA序列中G—C对转换成A—T对。育种专家将番茄种子用EMS溶液浸泡后种植,通常可获得株高等性状变异的多种植株。请回答下列问题: (1)用EMS浸泡种子是为了提高,某一性状出现多种变异类型,说明变异具有。
(2)诱变选育出的番茄植株还可通过PCR方法进行检测,通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料,这是因为________________。
(3)番茄(2n=24)的株高正常(A)对矮生(a)为显性,在♀AA×♂aa杂交中,若部分A基因所在的染色体在减数第二次分裂时不分离,则理论上产生的全部雌配子染色体数目为______,这种情况下,杂交后代的株高表现型是。
(4)有人认为赤霉素能提高物质X的活性,导致细胞伸长。某科技小组的同学想通过实验验证该种说法的可信度,从而确认赤霉素使番茄株高增加的机理。请帮助该小组同学完成以下实验设计,并回答下列问题:
①分别测定正常与矮生番茄植株的赤霉素含量、物质X含量和株高。
②________________________________。
③一段时间后,测定处理后的植株的相应指标,进行统计和分析。
如果处理后的植株的三项指标与未处理的正常植株的相应指标________,而与________________差异显著,则说明赤霉素能提高物质X的活性,使株高增加。科学家发现,在物质X的作用下,葡萄糖脱水缩合形成大分子物质的量会增加,那么该过程的生成物最可能参与构成植物细胞的________(写细胞结构),从而使细胞伸长,植株增高。
图9表示将人成纤维细胞与小鼠细胞进行融合,获得部分杂种细胞的过程(注:杂种细胞中人类的染色体会随机丢失,各种杂种细胞保留人类染色体的种类和数量是不同的)。表1表示杂种细胞中基因的存在与人体染色体间的关系。请回答下列问题:
表1 杂种细胞中基因的存在与人体染色体间的关系
杂种细胞系 |
||||||
A |
B |
C |
D |
E |
||
人体基因 |
1 |
﹢ |
﹣ |
﹣ |
﹢ |
﹣ |
2 |
﹣ |
﹢ |
﹣ |
﹢ |
﹣ |
|
3 |
﹢ |
﹣ |
﹣ |
﹢ |
﹣ |
|
人体染色体 |
1 |
﹣ |
﹢ |
﹣ |
﹢ |
﹣ |
2 |
﹢ |
﹣ |
﹣ |
﹢ |
﹣ |
|
3 |
﹣ |
﹣ |
﹣ |
﹢ |
﹢ |
注:“﹢”表示有,“﹣”表示无
I.请据图9和表1回答问题:
(1)图1中诱导动物细胞融合常用的诱导方法有________________(至少写出两种),再用特定的________培养基进行筛选,得到杂种细胞。
(2)培养杂种细胞时,根据细胞所需营养物质的种类和数量严格配制合成培养基,此外经常会在培养基中加入________。培养过程细胞需置于含CO2的混合气体的培养箱中培养,CO2的主要作用是维持培养液的_____。
(3)若只考虑人的成纤维细胞与鼠细胞两两融合形成的杂种细胞,假如每种杂种细胞只保留了人的1条染色体,从染色体组成的角度考虑,杂种细胞可能有_____种。
(4)据表1 推测,第2染色体上有第基因,可进一步证明萨顿的假说___________(萨顿假说的核心内容)是正确的。人体中,第1基因和第_____基因的遗传遵循基因的自由组合定律。
近年来,随着人类过度开发海洋资源,许多海洋动物也面临着灭绝的危险。近日,世界自然基金会(WWF)正式对全球发出警告,由于世界各国大量捕鱼船频繁在海上作业,现在每天有1000只各种鲸、海豚及其它海洋哺乳动物命丧渔网。图5为上个世纪南半球鲸捕获量的变化情况。请据图回答有关问题:
图5
(1)上世纪初,在南半球开发前估计有长须鲸490000头,由于大肆滥捕,使其数量锐减。从图中可以看出,捕杀长须鲸最高峰出现在两个时间段,第二个时间段每年的捕获量约为_________多头左右。
(2)如果要调查某种鲸的种群密度,可以采用_____________法进行。影响种群密度的自然因素包括:___________、___________、___________、___________;影响种群密度的人为因素主要有:_______________。
(3)据调查,长须鲸在北太平洋以鲱鱼、秋刀鱼、带鱼和乌贼为食;冬春季常出现于我国黄、渤海以磷虾为主要食物。如果长须鲸的食物中,带鱼的数量大量减少,对整个海洋生态系统的影响是______(明显的/不明显的),因为海洋生态系统___________________。
(4)当种群长期处于不利条件下,其数量会出现持久性下降,即种群衰退,甚至灭亡。鲸属于容易出现衰退甚至灭亡的种群,因为鲸具有_______________________的特点(至少回答出两点)。
(5)从图中可以看出,1975年以后,长须鲸的捕获量降至为零,最可能的原因是人类采取了_________________的保护措施。
回答下列关于遗传密码破译的问题:
(1)1954年,科学家对遗传密码进行探讨,RNA分子中有______种碱基,蛋白质分子中有_________种氨基酸,因此编码一个氨基酸至少需要_________个相邻的碱基,才能组合出构成蛋白质全部氨基酸所需的遗传密码。
(2) 科学家进一步讨论遗传密码的阅读方式:重叠或非重叠的方式(阅读框如图4)。如果密码的阅读方式是非重叠的,一个碱基的改变最多会影响_________个氨基酸;如果密码的阅读方式是重叠的,一个碱基的改变最多影响_________个氨基酸。后来人们发现在镰刀形细胞贫血症患者的血红蛋白中仅有一个氨基酸发生了改变,这说明密码的阅读方式是__________________。
图4
(3)1961年,克里克和其同事用噬菌体做实验,如果DNA分子缺失或插入一个、二个、四个碱基,所得到的重组体都是严重缺陷的,不能感染大肠杆菌;而缺失或插入三个核苷酸,所得到的重组体却具有感染性。这为遗传密码是由_________个碱基构成,阅读方式是____________的,遗传密码之间_________(有/无)分隔符的观点提供了实验证据。
(4)尼伦伯格使用只有尿嘧啶的多聚核糖核苷酸,在无细胞的蛋白质合成体系中合成了多聚苯丙氨酸,由此推断苯丙氨酸的遗传密码是______________。
20世纪50年代,卡尔文及其同事因在光合作用方面的研究成果,获得了1961年的诺贝尔化学奖。卡尔文将小球藻装在一个密闭容器中,通过一个通气管向容器中通入CO2,通气管上有一个开关,可控制CO2的供应,容器周围有光源,通过控制电源开关可控制光照的有无。
(1)他向密闭容器中通入14CO2,当反应进行到5s时,14C出现在一种五碳化合物(C5)和一种六碳糖(C6)中,将反应时间缩短到0.5s时,14C出现在一种三碳化合物(C3)
中,这说明CO2中C的转移路径是_____________。上述实验中卡尔文是通过控制________来探究CO2中碳原子转移路径的。
(2)卡尔文通过改变实验条件探究光合作用过程中固定CO2的化合物,他改变的实验条件是____________;这时他发现C5的含量快速升高,由此得出固定CO2的物质是C5。
(3)他通过停止_______,探究光反应和碳反应的联系,他得到的实验结果为图3中的_____。这是因为在没有_____时,光反应产生的ATP和NADPH减少了。
图3
(4)上述实验中卡尔文将不同反应条件下的小球藻放入70度的热酒精中,从而使____失活,细胞中的化合物就保持在热处理之前的反应状态。利用不同化合物在层析液中的溶解度不同,分离出各种化合物。卡尔文在光合作用研究中采用了_____________和_______等技术方法。