哺乳动物DNA分子上的胞嘧啶可发生甲基化（即胞嘧啶分子连接上−CH3基团）而使基因失活。重...

哺乳动物DNA分子上的胞嘧啶可发生甲基化（即胞嘧啶分子连接上−CH₃基团）而使基因失活。重亚硫酸盐能使DNA中未发生甲基化的胞嘧啶脱氨基转变成尿嘧啶，而甲基化的胞嘧啶保持不变。现有一DNA片段如右图所示，经重亚硫酸盐处理后进行两次复制，并对复制后的产物进行测序。若复制产物中出现下列哪项序列，则表明该DNA片段一定未发生甲基化

−AGTTG−        −AATTA−         −AGTTA−        −AATTG−

A．−TCAAC−     B．−TTAAT−     C．−TCAAT−     D．−TTAAC

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哺乳动物DNA分子上的胞嘧啶（C）可发生甲基化（即胞嘧啶分子连接上—CH₃）而使基因失活。重亚硫酸盐能使DNA中未发生甲基化的胞嘧啶（C）脱氨基转变成尿嘧啶（U），而甲基化的胞嘧啶（C）保持不变。现有一DNA片段，经重亚硫酸盐处理后进行两次复制，并对复制后的产物进行测序。若复制产物中出现下列哪项序列，则表明该DNA片段一定未发生甲基化(    )

A.       B.    C.      D.

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DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶，但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶（如图1所示）。

（1）DNA甲基化__________（填“会”或“不会”）改变基因转录产物的碱基序列。

（2）为测定某生物体中特定基因是否发生了如图1所示的甲基化，进行甲基化特异性的PCR实验（MSP）如图2过程。原理：用亚硫酸盐处理DNA后，基因组DNA发生的由甲基化状态决定的序列改变（未甲基化的胞嘧啶变成尿嘧啶，而甲基化的胞嘧啶不变）。随后进行引物特异性的PCR。该方法引物设计是关键。MSP中设计两对引物，即一对结合处理后的甲基化DNA链（引物对M），另一对结合处理后的非甲基化DNA链（引物对U）。

①请根据图1中a链序列设计与其互补的引物M的碱基序列__________，引物U的碱基序列__________。（只写出a链左侧前三个碱基对应序列即可）

②若用DNA琼脂糖凝胶电泳检测MSP扩增产物，如图3所示，说明：____________________。

（3）研究发现，这种甲基化会抑制基因的转录。下列与之相关的叙述中，正确的是__________

A．在一条单链上相邻的C和G之间通过氢键连接

B．胞嘧啶甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合

C．胞嘧啶甲基化导致表达的蛋白质结构改变

D．基因的表达水平与基因的甲基化程度无关

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表现遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化是表现遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成了5-甲基胞嘧啶，但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶（如图1所示），从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化。请回答。

（1）由上述材料可知，DNA甲基化__________（选填“会”或“不会”改变基因转录产物的碱基序列。

（2）由于图2中过程①的方式是__________，所以其产物都是__________甲基化的，因此过程②必须经过__________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。

（3）研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响__________与启动子的结合，从而抑制基因的表达。

（4）小鼠的A基因可编码胰岛素生长因子-2（IGF-2），a基因无此功能（A、a位于常染色 体上）。IGF-2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠表现为个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A基因能够表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的表现型应为__________。F1雌雄个体间随机交配，则F2的表现型及其比例应为__________________。

（5）5-氮杂胞苷（AZA）常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是AZA在__________过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是AZA与“CG岛”中的__________竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。

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表现遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化是表现遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶（如图1所示），从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点。使其全甲基化。

（1）由上述材料可知，DNA甲基化__________（选填“会”或“不会”）改变基因转录产物的碱基序列。

（2）由于图2中过程①的方式是________，所以其产物都是________甲基化的，因此过程②必须经过____的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。

（3）研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制_________。

（4）小鼠的A基因编码胰岛素生长因子-2（IGF-2），a基因无此功能（A、a位于常染色体上）。IGF-2是小鼠正常发育必须的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。

若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的表现型应为__________。F1雌雄个体间随机交配，则F2的表现型及其比例应为________。结合F1配子中A及其等位基因启动子的甲基化状态，分析F2出现这种比例的原因是_____________。

（5）5-氮杂胞苷（AZA）常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是：AZA在_________过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是：AZA与“CG岛”中的___________竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。

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某些基因的启动子中部分胞嘧啶发生甲基化，成为5-甲基胞嘧啶，则基因的转录被抑制。下列叙述错误的是（　　 ）

A.甲基化不改变基因碱基序列，可影响生物性状

B.胞嘧啶甲基化导致表达的蛋白质结构发生改变

C.基因表达水平的高低与基因的甲基化程度有关

D.胞嘧啶甲基化可能阻碍RNA聚合酶与启动子结合

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DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶（ DNMTS）的催化下，将甲基基团转移到胞嘧啶上的一种修饰方式。DNA的甲基化可导致基因表达的沉默，基因组总体甲基化水平低会导致一些在正常情况下受抑制的基因如原癌基因被激活，从而使细胞癌变，据此分析下列说法正确的是

A. 细胞癌变可能与原癌基因的高效表达有关

B. 抑制 DNMTS酶活性会降低细胞癌变的机率

C. DNA的甲基化会阻碍RNA聚合酶与基因上的密码子的结合

D. DNA的甲基化改变了其脱氧核苷酸序列而导致原癌基因和抑癌基因突变

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DNA甲基化对于特定类型细胞基因表达的建立与维持起关键性作用。在哺乳动物的生殖细胞形成过程和胚胎早期，某些基因通过大规模的去甲基化和再甲基化过程进行重新编程，从而产生具有发育潜能的细胞。下列有关基因甲基化的叙述，错误的是（　　 ）

A.基因甲基化异常可引起某些基因表达异常，导致细胞的生命历程异常

B.特定阶段的细胞基因甲基化程度与细胞全能性的大小相关

C.高度分化的细胞不存在基因的甲基化

D.基因的去甲基化可调控遗传信息的表达

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在真核生物中，基因水平的调控是复杂的，有许多模式。在下列几种模式中，发生在转录水平上的调控是(    )。

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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。

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：_____

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