DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶(DNMT)的作用下将甲基(一CH3)选择性地添加至DNA 上的过程,是一种基本的表观遗传学修饰,在不改变DNA序列的前提下控制基因的表达。在哺乳动物基因组中,DNA甲基化多发生在C一G两个核苷酸的胞嘧啶的5位碳原子。DNA异常甲基化与肿瘤的发生、发展,细胞癌变有着密切的联系。
请回答下列问题:
(1)在DNMT的催化下,DNA的C-G两个核苷酸的胞嘧啶被选择性地添加甲基,形成5-甲基胞嘧啶。DNA甲基化在肿瘤中主要表现为5-甲基胞嘧啶以较高的频率脱氨基生成胸腺嘧啶。由此推断引起细胞癌变的根本原因是_____ 。已发生甲基化的DNA,其甲基化位点可随DNA的复制而遗传,这是因为DNA复制后,_____ 可将新合成的未甲基化的位点进行甲基化,从而控制基因的正常表达。
(2)若一个DNA分子中的一个C一G中的胞嘧啶甲基化后,又发生脱氨基生成了胸腺嘧啶,则该DNA分子经过n次复制后,所产生的子代DNA分子中异常的DNA占_____ 。与正常DNA分子相比,上述异常DNA的稳定性_____ (填“低”或“高”)。
(3)下图表示控制DNMT的基因内部碱基组成及其表达过程中的对应关系。图中数字以千碱基对(kb)表示,基因长度共8 kb。已知该基因转录的直接产物mRNA中与d区间相对应的区域会被加工切除,而成为成熟的mRNA.图中起始密码子对应位点_____ (填“是”或“不是”)RNA聚合酶结合的位点,由该基因控制合成的DNMT是由_____ 个氨基酸脱水缩合形成的。
请回答下列问题:
(1)在DNMT的催化下,DNA的C-G两个核苷酸的胞嘧啶被选择性地添加甲基,形成5-甲基胞嘧啶。DNA甲基化在肿瘤中主要表现为5-甲基胞嘧啶以较高的频率脱氨基生成胸腺嘧啶。由此推断引起细胞癌变的根本原因是
(2)若一个DNA分子中的一个C一G中的胞嘧啶甲基化后,又发生脱氨基生成了胸腺嘧啶,则该DNA分子经过n次复制后,所产生的子代DNA分子中异常的DNA占
(3)下图表示控制DNMT的基因内部碱基组成及其表达过程中的对应关系。图中数字以千碱基对(kb)表示,基因长度共8 kb。已知该基因转录的直接产物mRNA中与d区间相对应的区域会被加工切除,而成为成熟的mRNA.图中起始密码子对应位点
更新时间:2023-04-24 12:28:47
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【推荐1】下图为用32P 标记的 T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,据图回答下列问题:
(1)根据上述实验对下列问题进行分析:锥形瓶中的培养液是用来培养____________ ,其内的营养成分中是否含有32P?__ 。实验过程中搅拌的目的是______________ 。
(2)对下列可能出现的实验误差进行分析:
①测定发现在搅拌离心后的上清液中含有 0.8%的放射性,最可能的原因是培养时 间较短,有部分噬菌体__ 。
②当接种噬菌体后培养时间过长,发现在搅拌后的上清液中也有放射性,最可能的原因是复制增殖后的噬菌体__ 。
(3)在氮源为14N 和15N 的培养基上生长的大肠杆菌,其 DNA 分子分别为14N-DNA(相 对分子质量为 a)和15N-DNA(相对分子质量为 b)。将只含15N-DNA 的亲代大肠杆菌 转移到含14N 的培养基上,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用某种离心方法分离得到的结果 如下图所示。
①Ⅱ代细菌含15N 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的______ 。
②预计Ⅲ代细菌 DNA 分子的平均相对分子质量为__ 。
(1)根据上述实验对下列问题进行分析:锥形瓶中的培养液是用来培养
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①测定发现在搅拌离心后的上清液中含有 0.8%的放射性,最可能的原因是培养时 间较短,有部分噬菌体
②当接种噬菌体后培养时间过长,发现在搅拌后的上清液中也有放射性,最可能的原因是复制增殖后的噬菌体
(3)在氮源为14N 和15N 的培养基上生长的大肠杆菌,其 DNA 分子分别为14N-DNA(相 对分子质量为 a)和15N-DNA(相对分子质量为 b)。将只含15N-DNA 的亲代大肠杆菌 转移到含14N 的培养基上,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用某种离心方法分离得到的结果 如下图所示。
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【推荐2】果蝇(2N=8)的2号染色体上存在朱砂眼(a)和褐色眼(b)基因,减数分裂时不发生交叉互换,其基因型与表现型如下表所示,基因与染色体位置关系如图所示
(1)正常情况下,基因型如上图所示的雄果蝇的一个初级精母细胞减数第一次分裂产生的子细胞名称是_________ ,两个D基因的分离发生在____________ 时期,产生的精细胞的基因型为________________ 。
(2)就果蝇的眼色性状而言,暗红眼果蝇的基因型包括_________________________________
(3)用15N标记果蝇体细胞的染色体并进行细胞培养,当某个细胞处于第二次有丝分裂中期时,其内含15N的染色体有_____________________ 条
(1)正常情况下,基因型如上图所示的雄果蝇的一个初级精母细胞减数第一次分裂产生的子细胞名称是
(2)就果蝇的眼色性状而言,暗红眼果蝇的基因型包括
(3)用15N标记果蝇体细胞的染色体并进行细胞培养,当某个细胞处于第二次有丝分裂中期时,其内含15N的染色体有
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【推荐3】遗传性周期性共济失调是致病基因导致细胞膜上正常钙离子通道蛋白结构异常,从而使正常钙离子通道的数量不足,造成细胞功能异常。患者发病的分子机理如图所示。请回答:
(1)图中过程①需要的酶及其作用的化学键分别是_______ 、____________ ;正常基因和致病基因通过①过程得到产物的长度是一样的,但致病基因控制合成的异常多肽链较正常多肽链短,致病基因的形成是因正常基因发生了___________ 方式的突变。观察分子机理图示可知,遗传性周期性共济失调的致病基因控制性状的方式是_____________________ 。
(2)如果细胞的核仁被破坏,会直接影响图中____________ (填结构名称)的形成。
(3)在研究遗传性周期性共济失调发病分子机理的过程中,科学家用人工合成的mRNA为模板进行细胞外蛋白质合成实验。若以ACACACACAC……为mRNA,则合成苏氨酸或组氨酸的多聚体;若以CAACAACAACAA……为mRNA,则合成谷氨酰胺、天冬酰胺或苏氨酸的三种多聚体。据此推测苏氨酸的密码子的_______________ 。
(4)假定该致病基因由5000个碱基对组成,其中一条链上四种含氮碱基A:T:G:C的比例是1:2:3:4,整个基因中的四种含氮碱基A:T:G:C的比例是___________ ;因医学研究需要,将该致病基因连续进行了6此复制,其中,在第6次复制时需要________ 个鸟嘌呤脱氧核苷酸。
(1)图中过程①需要的酶及其作用的化学键分别是
(2)如果细胞的核仁被破坏,会直接影响图中
(3)在研究遗传性周期性共济失调发病分子机理的过程中,科学家用人工合成的mRNA为模板进行细胞外蛋白质合成实验。若以ACACACACAC……为mRNA,则合成苏氨酸或组氨酸的多聚体;若以CAACAACAACAA……为mRNA,则合成谷氨酰胺、天冬酰胺或苏氨酸的三种多聚体。据此推测苏氨酸的密码子的
(4)假定该致病基因由5000个碱基对组成,其中一条链上四种含氮碱基A:T:G:C的比例是1:2:3:4,整个基因中的四种含氮碱基A:T:G:C的比例是
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【推荐1】如图为细胞基因表达的过程,据图回答:
(1)图1中过程a需要的原料和酶分别是_________________ 和_______________ ;b过程发生的场所是_____________ ,需要的模板是_______________ 。
(2)图1中⑤所运载的氨基酸是______________ (密码子:AUG-甲硫氨酸、GCU-丙氨酸、AAG-赖氨酸、UUC-苯丙氨酸);b过程_________ (填“有”或“无”)氢键的形成。从图中可以看出核糖体移动的方向是____________________ (填“从左向右”或“从右向左”)。
(3)一条mRNA上同时结合多个核糖体的意义是_____________________ 。
(4)某植物的花色受两对基因(自由组合)A/a、B/b控制,这两对基因与花色的关系如图2所示,若基因B甲基化导致不能表达,则基因型为AaBb的植物表现型为__________ (填“白色”或“粉色”或“红色”),由图知基因控制性状的方式是:______________________________ 。
(1)图1中过程a需要的原料和酶分别是
(2)图1中⑤所运载的氨基酸是
(3)一条mRNA上同时结合多个核糖体的意义是
(4)某植物的花色受两对基因(自由组合)A/a、B/b控制,这两对基因与花色的关系如图2所示,若基因B甲基化导致不能表达,则基因型为AaBb的植物表现型为
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【推荐2】如图表示发生在某类生物体内的遗传信息传递的部分过程;据图回答:
(1)图中酶1为_____________ ,酶3为______________ 。图为原核细胞的遗传信息的传递和表达过程,判断依据是_____________ 。
(2)亲代DNA共有含氮碱基900对,其中一条单链(A+T):(G+C)=5:4,复制一次需游离的胸腺嘧啶_____________ 个。
(3)翻译的过程中,一个mRNA上可同时连接多个核糖体,其意义在于______________ 。
(4)图中核糖体移动的方向是_____________ (填“向左”或“向右”)。
(5)当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时。会形成RNA—DNA杂交体,这时非模板链、RNA—DNA杂交体共同构成R环结构,R环结构的形成往往与DNA中某种碱基对的数量有关。推测该片段可能含有较多的______________ 碱基对,使mRNA不易脱离模板链,R环的形成还会降低DNA的稳定性,从而引起_____________ 。
(1)图中酶1为
(2)亲代DNA共有含氮碱基900对,其中一条单链(A+T):(G+C)=5:4,复制一次需游离的胸腺嘧啶
(3)翻译的过程中,一个mRNA上可同时连接多个核糖体,其意义在于
(4)图中核糖体移动的方向是
(5)当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时。会形成RNA—DNA杂交体,这时非模板链、RNA—DNA杂交体共同构成R环结构,R环结构的形成往往与DNA中某种碱基对的数量有关。推测该片段可能含有较多的
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【推荐3】 miRNA是真核细胞中一类不编码蛋白质的短序列RNA,其主要功能是调控其他基因的表达,在细胞分化、细胞凋亡、个体发育和疾病发生等方面起着重要作用。研究发现,Bcl-2是一个抗凋亡基因,其编码的蛋白质有抑制细胞凋亡的作用,该基因的表达受MIR-15a基因控制合成的 miRNA调控,如图所示。请分析回答:
(1)基因是指_______ ;Bcl-2基因与①的区别有_______ ;
(2)A过程是__________ ,需要__________ 的催化;B过程中,多个核糖体参与能够________ ,每种tRNA________ 氨基酸;
(3)据图分析可知,miRNA调控Bcl-2基因表达的机理是__________ 。
(1)基因是指
(2)A过程是
(3)据图分析可知,miRNA调控Bcl-2基因表达的机理是
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【推荐1】请根据图完成DNA复制、转录、翻译的比较表格的填写。
比较内容 | DNA复制 | 表达遗传信息 | |
转录 | 翻译 | ||
进行场所 | |||
模板 | |||
原料 | |||
条件 | |||
产物 | |||
遗传信息的传递方向 |
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【推荐2】甲、乙两病分别由A、a基因和B、b基因控制,Y染色体上无相关基因。下图是甲、乙两病分别在两个不同家庭中的遗传系谱图。家庭一中的3和4为双胞胎,两个家庭间互不携带对方的致病基因。不考虑基因突变和染色体变异,请回答下列问题:________ ,判断的依据是________ 。
(2)若家庭一中的3、4为异卵双生,则二者基因型相同的概率为________ 。
(3)若家庭二中的4无乙病的致病基因,则乙病的致病基因位于________ (填“常”或“X”)染色体上。家庭二中4与10的基因型________ (填“相同”“不相同”或“可能相同”)。家庭二中7的致病基因________ (填“可能”或“不可能”)来自2。若家庭一中的4与家庭二中的8婚配,则他们所生男孩患病的概率是________ 。
(4)若家庭二中的4携带乙病的致病基因,则8的一个初级卵母细胞中含有________ 个致病基因。
(5)研究发现乙病的致病原因是B基因突变导致相关蛋白表达异常。B基因在正常情况下能编码两种蛋白质pro1和pro2,原因是该基因转录出的前体RNA在细胞核中________ 。
(1)甲病的遗传方式分别是
(2)若家庭一中的3、4为异卵双生,则二者基因型相同的概率为
(3)若家庭二中的4无乙病的致病基因,则乙病的致病基因位于
(4)若家庭二中的4携带乙病的致病基因,则8的一个初级卵母细胞中含有
(5)研究发现乙病的致病原因是B基因突变导致相关蛋白表达异常。B基因在正常情况下能编码两种蛋白质pro1和pro2,原因是该基因转录出的前体RNA在细胞核中
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【推荐3】我国南方部分地区是β—地中海贫血症(多在婴儿期发病)高发区。研究发现,该病患者的β—珠蛋白(血红蛋白的组成部分)合成受阻,原因是血红蛋白β链第39位氨基酸的编码序列发生了改变,由正常基因A突变成致病基因a(如下图所示。AUG、UAG分别为起始密码子和终止密码子)。回答下列问题:
(1)过程①所需要的酶是______ 。过程①与过程②在时间上具有不连续性,其主要原因是______ 。
(2)若异常mRNA翻译产生了异常β—珠蛋白,则该异常β—珠蛋白由______ 个氨基酸组成。
(3)为监测和预防β—地中海贫血症,可通过了解家庭病史,分析该遗传病的______ ,估算出后代的患病风险,并进一步通过______ 等手段,有效降低患儿的出生率。
(4)基因治疗是治疗该病最有效的手段,但存在技术、伦理、安全性等诸多问题。请你为患者提供两条目前可行的治疗建议:______ 。
(1)过程①所需要的酶是
(2)若异常mRNA翻译产生了异常β—珠蛋白,则该异常β—珠蛋白由
(3)为监测和预防β—地中海贫血症,可通过了解家庭病史,分析该遗传病的
(4)基因治疗是治疗该病最有效的手段,但存在技术、伦理、安全性等诸多问题。请你为患者提供两条目前可行的治疗建议:
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【推荐1】体细胞克隆猴的一个技术难点是猴的体细胞克隆胚胎发育差,胚胎发育障碍与克隆胚胎基因组上大量组蛋白的甲基化密切相关。在体细胞克隆猴的培育过程中,为了调节相关基因的表达,提高胚胎的发育率和妊娠率,科学家将组蛋白去甲基化酶KDM4D的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理,具体流程如图所示。回答下列问题:
(1)图中选择胎猴而非成年期猴的体细胞的原因是__________ 。在体细胞培养的过程中需要创造的气体环境是__________ 。
(2)卵母细胞通过__________ 去核,去核的原因是__________ 。
(3)用灭活的仙台病毒进行短暂处理的目的是__________ 。在进行胚胎移植前,可通过胚胎分割增加克隆数量,应选择_________ 期的胚胎进行分割。
(4)组蛋白去甲基化酶KDM4D的mRNA和组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA发挥作用的机制:___________ 。
(1)图中选择胎猴而非成年期猴的体细胞的原因是
(2)卵母细胞通过
(3)用灭活的仙台病毒进行短暂处理的目的是
(4)组蛋白去甲基化酶KDM4D的mRNA和组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA发挥作用的机制:
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解题方法
【推荐2】小鼠的毛色受一对等位基因A 和a控制,其中 A 基因控制黄色,a基因控制黑色。 实验小组让纯合的黄色小鼠和黑色小鼠杂交,F₁的小鼠表现介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。实验小组从 F₁中选择3 只表型分别为黄色、斑驳色和伪黄色的小鼠,检测发现小鼠A 基因的碱基序列没有发生改变,3 只小鼠的 A 基因转录产生的 mRNA 和蛋白质的含量如下表所示。实验小组进一步用Msp Ⅰ和HpaⅡ两种限制酶对3 只小鼠的A基因切割后电泳(MspⅠ 和 Hpa Ⅱ的酶切位点相同,但 MspⅠ对胞嘧啶的甲基化不敏感,HpaⅡ对胞嘧啶的甲基化敏感,DNA 的胞嘧啶甲基化后不能被Hpa Ⅱ识别和切割),结果如下图所示,请回答下列问题:
注:“ +”越多表示相应物质的含量越多。________ 定律。据表分析,F1的小鼠表现介于黄色和黑色之间的 系列过渡类型的原因是________________________ 。
(2)根据电泳结果分析, 甲基化程度最高的小鼠是_____________ , 理由是___________ 。 甲基化会_____________ A 基因的表达。
(3)已知发生甲基化的基因可遗传给子代,现有伪黄色雄性小鼠若干只。请设计实验探究A 基因的甲基化是否能稳定地遗传给子代,要写出杂交的实验方案以及实验结果和相应的实验结论:______________________________ 。
小鼠①(黄色) | 小鼠②(斑驳色) | 小鼠③(伪黄色) | |
A基因转录产生的mRNA | ++++ | ++ | ? |
A基因表达的ASP蛋白 | ++++ | ++ | ? |
(1)小鼠控制毛色的基因 A 和a在遗传过程中遵循
(2)根据电泳结果分析, 甲基化程度最高的小鼠是
(3)已知发生甲基化的基因可遗传给子代,现有伪黄色雄性小鼠若干只。请设计实验探究A 基因的甲基化是否能稳定地遗传给子代,要写出杂交的实验方案以及实验结果和相应的实验结论:
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【推荐3】研究发现,含有组蛋白变体H2A.Z的核小体(染色体的基本组成单位)能够通过直接结合甲基化酶SUV420H1,促进核小体上组蛋白H4的第二十位氨基酸发生二甲基化修饰,带有二甲基化修饰的H2A.Z的核小体能进一步招募复制起始位点识别蛋白ORC1,完成DNA复制起始位点的识别。卵原细胞在胚胎期就开始了减数分裂,但在出生前后被阻滞在减数分裂I一个漫长的静止阶段,在此过程中,细胞中的环化一磷酸腺苷(cAMP)含量逐渐上升,达到峰值后维持在较高水平。在雌性个体性成熟后,卵母细胞才少量分批继续进行减数分裂。cAMP调控减数分裂I的过程如图所示。
(1)DNA复制起始位点被识别后,首先与复制起始位点结合的酶是____________________ 。T细胞是一种能进行增殖且发挥免疫作用的淋巴细胞,研究人员特异性地去除T细胞染色体上的H2A.Z核小体后,T细胞的增殖速率降低,原因是____________________ 。
(2)人体初级卵母细胞在减数分裂I前期含有____________________ 个四分体,在胚胎时期,cAMP抑制初级卵母细胞分裂的机制是____________________ ,该过程需要____________________ (填“信号分子1”或“信号分子2”)的调控,进入青春期后女性的初级卵母细胞解除分裂抑制的原理是____________________ 。
(3)研究还发现,组蛋白上其他位点的氨基酸残基发生修饰,如甲基化、乙酰化或磷酸化等,能招募特定种类的蛋白质与之结合,决定特定基因的表达是打开还是关闭,从而使亲子代均表现出一定的表型,根据上述发现,研究人员得出了“组蛋白修饰是表观遗传的重要机制”的结论。请根据表观遗传的概念、结合材料中的描述,概括得出上述结论的依据____________________ 。
(1)DNA复制起始位点被识别后,首先与复制起始位点结合的酶是
(2)人体初级卵母细胞在减数分裂I前期含有
(3)研究还发现,组蛋白上其他位点的氨基酸残基发生修饰,如甲基化、乙酰化或磷酸化等,能招募特定种类的蛋白质与之结合,决定特定基因的表达是打开还是关闭,从而使亲子代均表现出一定的表型,根据上述发现,研究人员得出了“组蛋白修饰是表观遗传的重要机制”的结论。请根据表观遗传的概念、结合材料中的描述,概括得出上述结论的依据
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