Question

【題目】紅耳龜性別分化與卵的孵化溫度密切相關(guān)，26℃條件下全部孵化為雄性，32℃條件下全部孵化為雌性，為研究D基因在性腺分化中的作用，科研人員利用孵化箱孵化三組紅耳龜卵，測(cè)定胚胎發(fā)育不同時(shí)期性腺細(xì)胞中D基因表達(dá)量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。請(qǐng)回答問(wèn)題：

（1）D基因在性腺細(xì)胞中表達(dá)時(shí)，先以D基因的一條脫氧核苷酸鏈為模板轉(zhuǎn)錄出mRNA，完成該過(guò)程所需的酶是___________。科研人員將特定的DNA片段轉(zhuǎn)入到性腺細(xì)胞中，使其產(chǎn)生的RNA與D基因的mRNA___________，D基因的mRNA無(wú)法翻譯，從而干擾D基因表達(dá)。

（2）科研人員推測(cè)，D基因是胚胎發(fā)育成雄性的關(guān)鍵因子，支持此推測(cè)的證據(jù)有：26℃時(shí)D基因表達(dá)量高，且胚胎全部發(fā)育成雄性；_____________________。

（3）科研人員將不同溫度下孵化的三組紅耳龜卵進(jìn)行相應(yīng)處理，檢測(cè)胚胎的性腺分化情況，實(shí)驗(yàn)處理及結(jié)果如下表所示。

組別	孵化溫度	處理	總胚胎數(shù)	睪丸	卵巢	睪丸卵巢的中間型
1	26℃	i	43	2	33	8
2	26℃	ii	36	36	0	0
3	32℃	不做處理	37	0	37	0

實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持上述推測(cè)。上表中i和ii的處理分別是：______________________。

Answer 1

【答案】RNA聚合酶 （堿基）互補(bǔ)配對(duì) 32℃時(shí)D基因表達(dá)量低，且胚胎全部發(fā)育成雌性，26℃+干擾D基因表達(dá)的條件下，與32℃時(shí)D基因表達(dá)量相近 干擾D基因表達(dá)、不做處理

【解析】

分析曲線圖可知，26℃條件下性腺細(xì)胞中D基因表達(dá)量高，而32℃條件下性腺細(xì)胞中D基因表達(dá)量低，說(shuō)明D基因的表達(dá)量與性別有關(guān)；26℃孵化+干擾D基因表達(dá)條件下，性腺細(xì)胞中D基因表達(dá)量也很低，這很可能發(fā)育為雌性個(gè)體。

（1）在基因表達(dá)過(guò)程中催化轉(zhuǎn)錄的酶為RNA聚合酶，因此，D基因在性腺細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄出mRNA，完成該過(guò)程所需的酶是RNA聚合酶，即RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)為基因非編碼區(qū)的啟動(dòng)子。如果將特定的DNA片段轉(zhuǎn)入到性腺細(xì)胞中，使其產(chǎn)生的RNA致使D基因的mRNA無(wú)法正常翻譯，可以推測(cè)該RNA應(yīng)該是與D基因的mRNA互補(bǔ)配對(duì)，形成雜交雙鏈?zhǔn)?/span>mRNA失去與核糖體結(jié)合的機(jī)會(huì)，進(jìn)而可以干擾D基因表達(dá)（翻譯）。

（2）如圖結(jié)果分析可知：26℃條件下性腺細(xì)胞中D基因表達(dá)量高，且胚胎全部發(fā)育成雄性；而32℃時(shí)D基因表達(dá)量低，且胚胎全部發(fā)育成雌性；26℃+干擾D基因表達(dá)的條件下，與32℃時(shí)D基因表達(dá)量相近，據(jù)此可以初步推測(cè)D基因是胚胎發(fā)育成雄性的關(guān)鍵因子。

（3）在第（2）題中的推測(cè)中共有三組數(shù)據(jù)：①26℃條件下細(xì)胞中D基因表達(dá)量，胚胎的性腺分化情況；②32℃時(shí)D基因表達(dá)量，胚胎的性腺分化情況；③26℃+干擾D基因表達(dá)的條件下D基因表達(dá)量，胚胎的性腺分化情況；三組條件及結(jié)果相互對(duì)照進(jìn)而得出結(jié)論。現(xiàn)表中實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持上述推測(cè)，結(jié)合表中已有的實(shí)驗(yàn)條件和結(jié)果，那么上表中i和ii的處理分別是：干擾D基因表達(dá)、不做處理。